적층 디자인은 주로 두 가지 규칙을 준수합니다.
1. 각 배선 레이어에는 인접한 참조 레이어(전원 또는 접지 레이어)가 있어야 합니다.
2. 인접한 주 전원 레이어와 접지 레이어는 더 큰 결합 용량을 제공하기 위해 최소 거리를 유지해야 합니다.
다음은 예시 설명을 위해 2레이어 보드에서 8레이어 보드까지의 스택 목록입니다.
1. 단면 PCB 보드 및 양면 PCB 보드 스택
2층 보드의 경우 층 수가 적기 때문에 더 이상 적층 문제가 없습니다. 제어 EMI 방사는 주로 배선 및 레이아웃에서 고려됩니다.
단일 레이어 보드와 더블 레이어 보드의 전자기 호환성이 점점 더 두드러지고 있습니다. 이 현상의 주된 이유는 신호 루프 영역이 너무 커서 강한 전자기 복사를 생성할 뿐만 아니라 회로가 외부 간섭에 민감하기 때문입니다. 회로의 전자기 호환성을 향상시키기 위한 가장 쉬운 방법은 키 신호의 루프 영역을 줄이는 것입니다.
주요 신호: 전자기 호환성의 관점에서 주요 신호는 주로 강한 방사선을 생성하는 신호와 외부 세계에 민감한 신호를 나타냅니다. 강한 방사선을 생성할 수 있는 신호는 일반적으로 클럭이나 주소의 하위 신호와 같은 주기적인 신호입니다. 간섭에 민감한 신호는 레벨이 낮은 아날로그 신호입니다.
단일 및 이중 레이어 보드는 일반적으로 10KHz 미만의 저주파 아날로그 설계에 사용됩니다.
1) 동일한 레이어의 전력 트레이스는 방사형으로 라우팅되며 라인의 전체 길이는 최소화됩니다.
2) 전원선과 접지선을 연결할 때 서로 가까이 있어야 합니다. 접지선을 키 신호선 옆에 배치하고 이 접지선을 신호선에 최대한 가깝게 배치해야 합니다. 이러한 방식으로 더 작은 루프 영역이 형성되고 외부 간섭에 대한 차동 모드 복사의 민감도가 감소합니다. 신호선 옆에 접지선을 추가하면 면적이 가장 작은 루프가 형성되고 신호 전류는 확실히 다른 접지선 대신 이 루프를 차지하게 됩니다.
3) 2층 회로기판인 경우 회로기판 반대쪽, 신호선 바로 아래 신호선을 따라 접지선을 깔고, 첫 번째 선은 최대한 넓어야 합니다. 이렇게 형성된 루프 면적은 회로 기판의 두께에 신호선의 길이를 곱한 것과 같습니다.
2층 및 4층 라미네이트
1. SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
위의 두 가지 적층 설계의 경우 잠재적인 문제는 기존의 1.6mm(62mil) 보드 두께에 있습니다. 층 간격은 매우 커질 것이며 이는 임피던스 제어, 층간 결합 및 차폐에 불리할 뿐만 아니라; 특히, 전원 접지면 사이의 간격이 크면 보드 커패시턴스가 줄어들고 잡음 필터링에 도움이 되지 않습니다.
첫 번째 방식의 경우 일반적으로 보드에 더 많은 칩이 있는 상황에 적용됩니다. 이러한 종류의 방식은 더 나은 SI 성능을 얻을 수 있지만 주로 배선 및 기타 세부 제어를 통해 EMI 성능에는 좋지 않습니다. 주요 주의 사항: 접지 층은 가장 조밀한 신호가 있는 신호 층의 연결 층에 배치되어 방사선을 흡수하고 억제하는 데 유리합니다. 20H 룰을 반영해 보드 면적을 늘린다.
두 번째 솔루션은 일반적으로 보드의 칩 밀도가 충분히 낮고 칩 주변에 충분한 공간이 있는 경우(필요한 전력 구리층 배치)에 사용됩니다. 이 방식에서 PCB의 외부 레이어는 접지 레이어이고 중간 두 레이어는 신호/전원 레이어입니다. 신호 레이어의 전원 공급 장치는 넓은 라인으로 라우팅되어 전원 공급 장치 전류의 경로 임피던스를 낮게 만들 수 있고 신호 마이크로스트립 경로의 임피던스도 낮으며 내부 레이어 신호 방사도 차폐할 수 있습니다. 외부층. EMI 제어 관점에서 볼 때 이는 현존하는 최고의 4레이어 PCB 구조입니다.
주요 주의 사항: 신호 및 전력 혼합 층의 중간 두 층 사이의 거리를 넓혀야 하며 배선 방향은 누화를 피하기 위해 수직이어야 합니다. 보드 영역은 20H 규칙을 반영하도록 적절하게 제어되어야 합니다. 배선 임피던스를 제어하려면 위의 솔루션을 사용하여 배선 경로를 매우 신중하게 조정해야 합니다. 전원 공급 및 접지를 위해 구리 섬 아래에 배치됩니다. 또한, DC 및 저주파 연결을 보장하기 위해 전원 공급 장치 또는 접지층의 구리를 최대한 상호 연결해야 합니다.
3층, 6층 라미네이트
더 높은 칩 밀도와 더 높은 클럭 주파수를 갖춘 설계의 경우 6레이어 보드 설계를 고려해야 하며 적층 방법이 권장됩니다.
1. SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
이러한 종류의 구성의 경우 이러한 종류의 적층 구성은 더 나은 신호 무결성을 얻을 수 있으며 신호 레이어는 접지 레이어에 인접하고 전원 레이어와 접지 레이어는 쌍을 이루며 각 배선 레이어의 임피던스를 더 잘 제어할 수 있으며 두 지층은 자기장선을 잘 흡수할 수 있습니다. 그리고 전원 공급 장치와 접지 레이어가 완성되면 각 신호 레이어에 더 나은 반환 경로를 제공할 수 있습니다.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
이러한 종류의 구성표의 경우 이러한 종류의 구성표는 장치 밀도가 그다지 높지 않은 상황에만 적합합니다. 이러한 종류의 적층은 상부 적층의 모든 장점을 가지며 상단 및 하단 레이어의 접지면은 상대적으로 완성하여 더 나은 차폐층으로 사용할 수 있습니다. 전력 레이어는 주요 부품 표면이 아닌 레이어에 가까워야 한다는 점에 유의해야 합니다. 하단 레이어의 평면이 더 완전하기 때문입니다. 따라서 EMI 성능은 첫 번째 솔루션보다 우수합니다.
요약: 6레이어 보드 구성의 경우 전력 레이어와 접지 레이어 사이의 거리를 최소화해야 좋은 전력 및 접지 결합을 얻을 수 있습니다. 그러나 보드의 두께가 62mil로 레이어 간격이 줄어들었다고 하더라도 주전원과 그라운드 레이어 사이의 간격을 작게 조절하기는 쉽지 않다. 첫 번째 방식과 두 번째 방식을 비교하면 두 번째 방식의 비용이 크게 증가합니다. 따라서 우리는 보통 쌓을 때 첫 번째 옵션을 선택합니다. 디자인할 때 20H 규칙과 미러 레이어 규칙 디자인을 따르십시오.
4층 및 8층 라미네이트
1. 전자파 흡수가 좋지 않고 전원 임피던스가 크기 때문에 좋은 적층 방식이 아닙니다. 그 구조는 다음과 같습니다:
1. 신호 1 구성요소 표면, 마이크로스트립 배선층
2. 신호 2 내부 마이크로스트립 배선층, 더 나은 배선층(X 방향)
3.그라운드
4. 신호 3 스트립라인 라우팅 레이어, 더 나은 라우팅 레이어(Y 방향)
5.Signal 4 스트립라인 라우팅 레이어
6.전원
7. 시그널 5 내부 마이크로스트립 배선층
8.Signal 6 마이크로스트립 트레이스 레이어
2. 세 번째 스태킹 방법의 변형입니다. 참조 레이어 추가로 인해 EMI 성능이 향상되고 각 신호 레이어의 특성 임피던스를 잘 제어할 수 있습니다.
1. 신호 1 구성요소 표면, 마이크로스트립 배선층, 양호한 배선층
2. 지층, 좋은 전자파 흡수 능력
3. 신호 2 스트립라인 라우팅 레이어, 우수한 라우팅 레이어
4. 파워 파워층, 그 아래 그라운드 레이어로 전자파 흡수가 우수함 5. 그라운드 레이어
6.Signal 3 스트립라인 라우팅 레이어, 우수한 라우팅 레이어
7. 전원 공급 장치 임피던스가 큰 전원 계층
8. 신호 4 마이크로스트립 배선층, 양호한 배선층
3. 최고의 적층 방법은 다층 접지 기준면을 사용하므로 지자기 흡수 능력이 매우 우수합니다.
1. 신호 1 구성요소 표면, 마이크로스트립 배선층, 양호한 배선층
2. 지상층, 더 나은 전자파 흡수 능력
3. 신호 2 스트립라인 라우팅 레이어, 우수한 라우팅 레이어
4.전력 전력층, 아래의 접지층과 우수한 전자파 흡수 형성 5.접지 접지층
6.Signal 3 스트립라인 라우팅 레이어, 우수한 라우팅 레이어
7. 지상층, 더 나은 전자파 흡수 능력
8. 신호 4 마이크로스트립 배선층, 양호한 배선층
설계에 사용되는 보드 레이어 수를 선택하고 적층하는 방법은 보드의 신호 네트워크 수, 장치 밀도, PIN 밀도, 신호 주파수, 보드 크기 등과 같은 여러 요소에 따라 달라집니다. 우리는 이러한 요소들을 포괄적으로 고려해야 합니다. 더 많은 신호 네트워크, 더 높은 장치 밀도, 더 높은 PIN 밀도 및 더 높은 신호 주파수를 위해 가능한 한 다층 보드 설계를 채택해야 합니다. 우수한 EMI 성능을 얻으려면 각 신호 레이어에 자체 참조 레이어가 있는지 확인하는 것이 가장 좋습니다.