PCB Stackup დიზაინის მეთოდი

ლამინირებული დიზაინი ძირითადად შეესაბამება ორ წესს:

1. თითოეულ გაყვანილობის ფენას უნდა ჰქონდეს მიმდებარე საცნობარო ფენა (ენერგია ან მიწის ფენა);
2. მიმდებარე ძირითადი დენის ფენა და მიწის ფენა უნდა ინახებოდეს მინიმალურ მანძილზე, რათა უზრუნველყოს უფრო დიდი შეერთების ტევადობა;

 

ქვემოთ ჩამოთვლილია დასტის ორი ფენის ფორუმიდან რვა ფენის დაფაზე, მაგალითად, განმარტება:

1. ცალმხრივი PCB დაფა და ორმაგი ცალმხრივი PCB დაფის დასტა

ორი ფენის დაფებისთვის, ფენების მცირე რაოდენობის გამო, აღარ არსებობს ლამინირების პრობლემა. საკონტროლო EMI გამოსხივება ძირითადად განიხილება გაყვანილობისა და განლაგებისგან;

ერთჯერადი ფენის დაფებისა და ორმაგი ფენის დაფების ელექტრომაგნიტური თავსებადობა უფრო და უფრო გამორჩეული გახდა. ამ ფენომენის მთავარი მიზეზი ის არის, რომ სიგნალის მარყუჟის არეა ძალიან დიდია, რომელიც არა მხოლოდ წარმოქმნის ძლიერ ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას, არამედ წრე მგრძნობიარეა გარე ჩარევის მიმართ. მიკროსქემის ელექტრომაგნიტური თავსებადობის გასაუმჯობესებლად, ყველაზე მარტივი გზაა საკვანძო სიგნალის მარყუჟის ფართობის შემცირება.

ძირითადი სიგნალი: ელექტრომაგნიტური თავსებადობის თვალსაზრისით, ძირითადი სიგნალები ძირითადად ეხება სიგნალებს, რომლებიც წარმოქმნიან ძლიერ გამოსხივებას და სიგნალებს, რომლებიც მგრძნობიარეა გარე სამყაროს მიმართ. სიგნალები, რომლებსაც შეუძლიათ ძლიერი გამოსხივება წარმოქმნას, ზოგადად პერიოდული სიგნალებია, მაგალითად, საათების ან მისამართების დაბალი დონის სიგნალები. სიგნალები, რომლებიც მგრძნობიარეა ჩარევის მიმართ, არის ანალოგური სიგნალები, რომელთაც აქვთ დაბალი დონე.

ერთჯერადი და ორმაგი ფენის დაფები ჩვეულებრივ გამოიყენება დაბალი სიხშირის ანალოგური დიზაინით 10 კგჰც-ზე ქვემოთ:

1) იმავე ფენაზე დენის კვალი რადიკალურად გადადის, ხოლო ხაზების მთლიანი სიგრძე მინიმუმამდეა დაყვანილი;

2) ძალაუფლებისა და სახმელეთო მავთულის გაშვებისას, ისინი ერთმანეთთან ახლოს უნდა იყვნენ; მოათავსეთ მიწის მავთულის გვერდით მავთულის გვერდით, და ეს მიწის მავთულები მაქსიმალურად ახლოს უნდა იყოს სიგნალის მავთულთან. ამ გზით, იქმნება მცირე ზომის მარყუჟის არეალი და მცირდება დიფერენციალური რეჟიმის გამოსხივების მგრძნობელობა გარე ჩარევამდე. როდესაც სიგნალის მავთულის გვერდით ემატება სახმელეთო მავთულს, იქმნება პატარა ფართობის მარყუჟი, და სიგნალის დენი ნამდვილად მიიღებს ამ მარყუჟს სხვა მიწის მავთულის ნაცვლად.

3) თუ ეს არის ორმაგი ფენის მიკროსქემის დაფა, თქვენ შეგიძლიათ განათავსოთ გრუნტის მავთულები სიგნალის ხაზის გასწვრივ, მიკროსქემის დაფის მეორე მხარეს, სიგნალის ხაზის ქვემოთ, და პირველი ხაზი უნდა იყოს რაც შეიძლება ფართო. ამ გზით წარმოქმნილი მარყუჟის არეალი ტოლია მიკროსქემის დაფის სისქეზე, რომელიც გამრავლებულია სიგნალის ხაზის სიგრძით.

 

ორი და ოთხი ფენის ლამინატი

1. Sig-gnd (pwr) -pwr (gnd) -sig;
2. Gnd-sig (pwr) -sig (pwr) -gnd;

ზემოხსენებული ორი ლამინირებული დიზაინისთვის, პოტენციური პრობლემაა ტრადიციული 1.6 მმ (62 მილიონი) დაფის სისქისთვის. ფენის ინტერვალი გახდება ძალიან დიდი, რაც არამარტო არასასურველია გაკონტროლდეს წინაღობა, ინტერლეიერის დაწყვილება და ფარი; კერძოდ, დენის გრუნტის თვითმფრინავებს შორის დიდი ინტერვალი ამცირებს დაფის ტევადობას და ხელს უწყობს ხმაურის გაფილტვრას.

პირველი სქემისთვის, იგი ჩვეულებრივ ვრცელდება იმ სიტუაციაზე, როდესაც დაფაზე მეტი ჩიპი არსებობს. ამ ტიპის სქემას შეუძლია უკეთესი SI შესრულება მიიღოს, ეს არ არის ძალიან კარგი EMI– ის შესრულებისთვის, ძირითადად გაყვანილობისა და სხვა დეტალების კონტროლისთვის. მთავარი ყურადღება: მიწის ფენა მოთავსებულია სიგნალის ფენის დამაკავშირებელ ფენაზე ყველაზე მჭიდრო სიგნალით, რაც სასარგებლოა გამოსხივების შთანთქმის და ჩახშობის მიზნით; გამგეობის ფართობის გაზრდა 20H წესის ასახვის მიზნით.

რაც შეეხება მეორე ხსნარს, ის ჩვეულებრივ გამოიყენება, როდესაც დაფაზე ჩიპის სიმკვრივე საკმარისად დაბალია და ჩიპის გარშემო საკმარისი ადგილია (მოათავსეთ საჭირო დენის სპილენძის ფენა). ამ სქემაში, PCB- ის გარე ფენა არის მიწის ფენა, ხოლო შუა ორი ფენა არის სიგნალი/დენის ფენა. სიგნალის ფენაზე ელექტრომომარაგება ხდება ფართო ხაზით, რამაც შეიძლება ელექტროენერგიის მიწოდების დენის ბილიკის წინაღობა დაბალი იყოს, ხოლო სიგნალის მიკროტრიპის ბილიკის წინაღობა ასევე დაბალია, ხოლო შიდა ფენის სიგნალის გამოსხივება ასევე შეიძლება დაცული იყოს გარე ფენით. EMI კონტროლის თვალსაზრისით, ეს არის საუკეთესო 4 ფენის PCB სტრუქტურა.

მთავარი ყურადღება: უნდა გაფართოვდეს სიგნალის შუა ორ ფენებსა და ენერგიის შერევის ფენებს შორის მანძილი, ხოლო გაყვანილობის მიმართულება უნდა იყოს ვერტიკალური, რათა თავიდან აიცილოს ჯვარცმული; გამგეობის არეალი სათანადო კონტროლდება, რათა ასახავდეს 20H წესი; თუ გსურთ გააკონტროლოთ გაყვანილობის წინაღობა, ზემოთ ჩამოთვლილი გამოსავალი უნდა იყოს ძალიან ფრთხილად, რომ მოხდეს მავთულხლართების გასწორება, რომელიც მას ელექტროენერგიის მიწოდებისა და დასაბუთებისთვის არის მოწყობილი სპილენძის კუნძულზე. გარდა ამისა, ელექტროენერგიის მიწოდების ან მიწის ფენის სპილენძი მაქსიმალურად უნდა იყოს ურთიერთკავშირში, რათა უზრუნველყოს DC და დაბალი სიხშირის კავშირი.

 

 

სამი, ექვსი ფენის ლამინატი

ჩიპის უფრო მაღალი სიმკვრივისა და საათის უფრო მაღალი სიხშირის მქონე დიზაინისთვის, უნდა განიხილებოდეს 6 ფენის დაფის დიზაინი, ხოლო დასტის ჩაკეტვის მეთოდი რეკომენდებულია:

1. Sig-gnd-sig-pwr-gnd-sig;

ამ ტიპის სქემისთვის, ამ ტიპის ლამინირებულ სქემას შეუძლია მიიღოს უკეთესი სიგნალის მთლიანობა, სიგნალის ფენა არის მიწის ფენის მიმდებარედ, დენის ფენა და მიწის ფენა დაწყვილებულია, თითოეული გაყვანილობის ფენის წინაღობა შეიძლება უკეთესად გააკონტროლოს, ხოლო ორი ფენის შეუძლია კარგად აითვისოს მაგნიტური ველის ხაზები. და როდესაც ელექტროენერგიის მიწოდება და მიწის ფენა დასრულებულია, მას შეუძლია უზრუნველყოს უკეთესი დაბრუნების გზა თითოეული სიგნალის ფენისთვის.

2. Gnd-sig-gnd-pwr-sig -gnd;

ამ ტიპის სქემისთვის, ამგვარი სქემა მხოლოდ შესაფერისია იმ სიტუაციისთვის, რომ მოწყობილობის სიმჭიდროვე არ არის ძალიან მაღალი, ამ ტიპის ლამინაციას აქვს ზედა ლამინირების ყველა უპირატესობა, ხოლო ზედა და ქვედა ფენების მიწისქვეშა თვითმფრინავი შედარებით სრულყოფილია, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელია, როგორც უკეთესი ფარის ფენა. უნდა აღინიშნოს, რომ დენის ფენა ახლოს უნდა იყოს იმ ფენთან, რომელიც არ არის მთავარი კომპონენტის ზედაპირი, რადგან ქვედა ფენის თვითმფრინავი უფრო სრულყოფილი იქნება. ამიტომ, EMI– ის შესრულება უკეთესია, ვიდრე პირველი გამოსავალი.

რეზიუმე: ექვსი ფენის დაფის სქემისთვის, დენის ფენასა და მიწის ფენას შორის მანძილი უნდა შემცირდეს კარგი ენერგიისა და გრუნტის შეერთების მისაღებად. ამასთან, მიუხედავად იმისა, რომ დაფის სისქეა 62 მილიონი და ფენის დაშორება მცირდება, მთავარ ელექტრომომარაგებასა და მიწის ფენის შორის დაშორების კონტროლი ადვილი არ არის. პირველი სქემის მეორე სქემასთან შედარებისას, მეორე სქემის ღირებულება მნიშვნელოვნად გაიზრდება. აქედან გამომდინარე, ჩვენ ჩვეულებრივ ვირჩევთ პირველ ვარიანტს დასტის დროს. დიზაინის შექმნისას მიჰყევით 20H წესს და სარკის ფენის წესის დიზაინს.

ოთხი და რვა ფენის ლამინატი

1. ეს არ არის კარგი დასაყენებელი მეთოდი, ელექტრომაგნიტური შთანთქმის და დიდი ელექტრომომარაგების წინაღობის გამო. მისი სტრუქტურა ასეთია:
1. Signal 1 კომპონენტის ზედაპირი, მიკროტრიპის გაყვანილობის ფენა
2. სიგნალი 2 შიდა მიკროტრიპის გაყვანილობის ფენა, უკეთესი გაყვანილობის ფენა (x მიმართულება)
3. მოედანი
4. სიგნალი 3 ზოლიანი მარშრუტიზაციის ფენა, უკეთესი მარშრუტიზაციის ფენა (Y მიმართულება)
5. Signal 4 ზოლიანი მარშრუტიზაციის ფენა
6. ძალა
7. სიგნალი 5 შიდა მიკროტრიპის გაყვანილობის ფენა
8. Signal 6 MicroStrip კვალი ფენა

2. ეს არის მესამე დასტის მეთოდის ვარიანტი. საცნობარო ფენის დამატების გამო, მას აქვს უკეთესი EMI შესრულება, ხოლო თითოეული სიგნალის ფენის დამახასიათებელი წინაღობა შეიძლება კარგად იყოს კონტროლირებადი
1. Signal 1 კომპონენტის ზედაპირი, MicroStrip გაყვანილობის ფენა, კარგი გაყვანილობის ფენა
2. გრუნტის ფენა, კარგი ელექტრომაგნიტური ტალღის შთანთქმის უნარი
3. სიგნალი 2 ზოლიანი მარშრუტიზაციის ფენა, კარგი მარშრუტიზაციის ფენა
4. ენერგიის ენერგიის ფენა, ქმნის შესანიშნავი ელექტრომაგნიტური შეწოვას მიწის ფენის ქვემოთ. მიწის ფენის ქვემოთ
6.Signal 3 ზოლიანი მარშრუტიზაციის ფენა, კარგი მარშრუტიზაციის ფენა
7. დენის ფენა, დიდი ელექტრომომარაგების წინაღობით
8. Signal 4 MicroStrip გაყვანილობის ფენა, კარგი გაყვანილობის ფენა

3. საუკეთესო დასაყენებელი მეთოდი, მრავალ ფენის მიწისქვეშა თვითმფრინავების გამოყენების გამო, მას აქვს ძალიან კარგი გეომაგნიტური შთანთქმის მოცულობა.
1. Signal 1 კომპონენტის ზედაპირი, MicroStrip გაყვანილობის ფენა, კარგი გაყვანილობის ფენა
2. გრუნტის ფენა, უკეთესი ელექტრომაგნიტური ტალღის შთანთქმის უნარი
3. სიგნალი 2 ზოლიანი მარშრუტიზაციის ფენა, კარგი მარშრუტიზაციის ფენა
4. ძალაუფლების ფენა, შესანიშნავი ელექტრომაგნიტური შეწოვის ფორმირება მიწის ფენის ქვემოთ 5. გრუნტის გრუნტის ფენის ქვემოთ
6.Signal 3 ზოლიანი მარშრუტიზაციის ფენა, კარგი მარშრუტიზაციის ფენა
7. გრუნტის ფენა, უკეთესი ელექტრომაგნიტური ტალღის შთანთქმის უნარი
8. Signal 4 MicroStrip გაყვანილობის ფენა, კარგი გაყვანილობის ფენა

როგორ ავირჩიოთ რამდენი ფენა გამოიყენება დიზაინში და როგორ უნდა დავაყენოთ ისინი, ეს დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე, მაგალითად, ფორუმში სიგნალის ქსელების რაოდენობა, მოწყობილობის სიმკვრივე, პინის სიმკვრივე, სიგნალის სიხშირე, დაფის ზომა და ა.შ. ეს ფაქტორები უნდა განვიხილოთ ყოვლისმომცველი ფორმით. უფრო მეტი სიგნალის ქსელისთვის, რაც უფრო მაღალია მოწყობილობის სიმჭიდროვე, მით უფრო მაღალია ქინძისთავის სიმკვრივე და რაც უფრო მაღალია სიგნალის სიხშირე, მრავალმხრივი დაფის დიზაინი მაქსიმალურად უნდა იქნას მიღებული. EMI– ს კარგი შესრულების მისაღებად, უმჯობესია უზრუნველყოთ, რომ თითოეულ სიგნალის ფენას ჰქონდეს საკუთარი საცნობარო ფენა.