積層設計は、主に2つのルールに従います。
1.各配線層には、隣接する基準層(電源または接地層)が必要です。
2。隣接する主電源層と接地層は、より大きな結合容量を提供するために最小距離に保持する必要があります。
以下には、2層ボードから8層ボードへのスタックを説明します。たとえば、説明してください。
1。片面PCBボードと両面PCBボードの積み重ね
2層ボードの場合、層の数が少ないため、積層の問題はなくなりました。 EMI放射の制御は、主に配線とレイアウトから考慮されます。
単一層ボードと二重層ボードの電磁互換性がますます顕著になっています。この現象の主な理由は、信号ループ領域が大きすぎるため、強力な電磁放射を生成するだけでなく、回路を外部干渉に敏感にすることです。回路の電磁互換性を向上させるために、最も簡単な方法は、キー信号のループ領域を減らすことです。
キー信号:電磁互換性の観点から見ると、キー信号は主に、外の世界に敏感な強い放射と信号を生成する信号を指します。強力な放射を生成できる信号は、一般に、クロックやアドレスの低次の信号など、周期的な信号です。干渉に敏感な信号は、レベルが低いアナログ信号です。
単一および二重層のボードは通常、10kHz未満の低周波アナログ設計で使用されます。
1)同じレイヤーの電力トレースは放射状にルーティングされ、線の全長が最小化されます。
2)電源と挽いたワイヤーを実行するとき、それらは互いに近くにいる必要があります。キー信号ワイヤの側面に接地ワイヤを置くと、この接地ワイヤは信号ワイヤにできるだけ近くにある必要があります。このようにして、より小さなループ領域が形成され、外部干渉に対する差動モード放射の感度が低下します。信号ワイヤの隣に接地ワイヤが追加されると、最小の領域を持つループが形成されます。信号電流は、他のグランドワイヤの代わりにこのループを間違いなく取ります。
3)二重層回路基板の場合は、回路基板の反対側の信号線に沿って信号線のすぐ下にある信号線に沿って挽いたワイヤを置くことができ、最初の線はできるだけ広くする必要があります。このように形成されるループ領域は、回路基板の厚さに信号線の長さを掛けたものに等しくなります。
2層および4層のラミネート
1。sig-gnd(pwr)-pwr(gnd)-sig;
2。Gnd-Sig(PWR)-Sig(PWR)-Gnd;
上記の2つのラミネート設計では、潜在的な問題は、従来の1.6mm(62mil)ボードの厚さに関するものです。層の間隔は非常に大きくなります。これは、インピーダンス、層間の結合、シールドを制御するのに好ましくないだけではありません。特に、電力場間の大きな間隔は、ボードの静電容量を減らし、ノイズのろ過を助長しません。
最初のスキームでは、通常、ボード上にチップが増えている状況に適用されます。この種のスキームは、SIのパフォーマンスを向上させることができ、EMIのパフォーマンスにはあまり良くありません。主に配線やその他の詳細によって制御する必要があります。主な注意:接地層は、信号層の接続層に最も密な信号と配置されます。これは、放射を吸収および抑制するのに有益です。 20Hルールを反映するために、ボードの面積を増やします。
2番目のソリューションでは、通常、ボード上のチップ密度が十分に低く、チップの周りに十分な領域がある場合に使用されます(必要な電力銅層を配置します)。このスキームでは、PCBの外層は接地層であり、中央の2つの層は信号/電力層です。信号層の電源は広い線でルーティングされているため、電源のパスインピーダンスが電流を低くすることができ、信号マイクロストリップパスのインピーダンスも低く、内層の信号放射も外側の層によってシールドできます。 EMIコントロールの観点から見ると、これは利用可能な最高の4層PCB構造です。
主な注意:信号混合層の中央の2層間の距離を広げる必要があり、クロストークを避けるために配線方向を垂直にする必要があります。 20Hルールを反映するために、ボードエリアを適切に制御する必要があります。配線インピーダンスを制御する場合は、上記の溶液は、銅島の下に配置されたワイヤーをパワーと接地のためにルーティングするように非常に注意する必要があります。さらに、電源または接地層の銅は、DCと低周波の接続を確保するために、できるだけ相互接続する必要があります。
3、6層ラミネート
チップ密度が高く、クロック周波数が高い設計には、6層ボードの設計を考慮する必要があり、スタッキング方法を推奨します。
1。sig-gnd-sig-pwr-gnd-sig;
この種のスキームでは、この種のラミネートスキームはより良い信号の完全性を得ることができ、信号層は地下層に隣接し、電力層と接地層がペアになり、各配線層のインピーダンスがよりよく制御でき、2つは磁場線をよく吸収できます。また、電源と接地層が無傷の場合、各信号層のより良いリターンパスを提供できます。
2。
この種のスキームでは、この種のスキームは、デバイスの密度がそれほど高くないという状況にのみ適しています。この種のラミネーションには上のラミネーションのすべての利点があり、上層と下層の接地平面は比較的完全に完全であり、使用するより良いシールド層として使用できます。下の平面がより完全になるため、電力層はメイン成分表面ではない層の近くにあることに注意する必要があります。したがって、EMIのパフォーマンスは最初のソリューションよりも優れています。
概要:6層ボードスキームの場合、電力層と接地層の間の距離を最小限に抑えて、良好な電力と地上結合を取得する必要があります。ただし、ボードの厚さは62milで、レイヤー間隔は縮小されていますが、主電源と地上層の間の間隔を非常に小さく制御するのは簡単ではありません。最初のスキームを2番目のスキームと比較すると、2番目のスキームのコストが大幅に増加します。したがって、通常、積み重ねるときに最初のオプションを選択します。設計するときは、20Hルールとミラーレイヤールールの設計に従ってください。
4層および8層のラミネート
1.これは、電磁吸収不良と大型電源インピーダンスのため、優れたスタッキング方法ではありません。その構造は次のとおりです。
1.シグナル1コンポーネント表面、マイクロストリップ配線層
2。信号2内部マイクロストリップ配線層、より良い配線層(X方向)
3.グラウンド
4。信号3ストリップラインルーティングレイヤー、より良いルーティングレイヤー(Y方向)
5.シグナル4ストリップラインルーティングレイヤー
6.パワー
7。信号5内部マイクロストリップ配線層
8.シグナル6マイクロストリップトレース層
2。これは、3番目のスタッキング方法のバリアントです。基準層の追加により、EMIのパフォーマンスが向上し、各信号層の特徴的なインピーダンスは適切に制御できます。
1.シグナル1コンポーネント表面、マイクロストリップ配線層、良好な配線層
2。地層、良好な電磁波吸収能力
3。信号2ストリップラインルーティングレイヤー、良好なルーティングレイヤー
4.電力層、地上層で5未満の地上層で優れた電磁吸収を形成します。
6.シグナル3ストリップラインルーティングレイヤー、良好なルーティングレイヤー
7。大規模な電源インピーダンスを備えたパワー層
8.シグナル4マイクロストリップ配線層、良好な配線層
3.最良のスタッキング方法は、複数の地上参照面を使用しているため、非常に優れた地磁気吸収能力を備えています。
1.シグナル1コンポーネント表面、マイクロストリップ配線層、良好な配線層
2。地層、良好な電磁波吸収能力
3。信号2ストリップラインルーティングレイヤー、良好なルーティングレイヤー
4.電力層、地上層で優れた電磁吸収を形成する5.地上層
6.シグナル3ストリップラインルーティングレイヤー、良好なルーティングレイヤー
7。地層、良好な電磁波吸収能力
8.シグナル4マイクロストリップ配線層、良好な配線層
設計で使用されるボードのレイヤー数とスタックする方法の選択方法は、ボード上の信号ネットワークの数、デバイス密度、ピン密度、信号周波数、ボードサイズなどの多くの要因に依存します。これらの要因については、包括的に考慮する必要があります。信号ネットワークが多いほど、デバイス密度が高くなるほど、ピン密度が高くなり、信号周波数が高くなり、多層ボード設計を可能な限り採用する必要があります。優れたEMIパフォーマンスを得るには、各信号層に独自の参照層があることを確認することが最善です。