पीसीबी स्टॅकअप डिझाइन पद्धत

लॅमिनेटेड डिझाइन प्रामुख्याने दोन नियमांचे पालन करते:

1. प्रत्येक वायरिंग लेयरमध्ये समीप संदर्भ स्तर (पॉवर किंवा ग्राउंड लेयर) असणे आवश्यक आहे;
2. मोठ्या कपलिंग कॅपेसिटन्स प्रदान करण्यासाठी समीप मुख्य पॉवर लेयर आणि ग्राउंड लेयर कमीत कमी अंतरावर ठेवावे;

 

उदाहरणार्थ स्पष्टीकरणासाठी दोन-लेयर बोर्डपासून आठ-लेयर बोर्डपर्यंत स्टॅकची यादी खालीलप्रमाणे आहे:

1. एकल बाजू असलेला पीसीबी बोर्ड आणि दुहेरी बाजू असलेला पीसीबी बोर्ड स्टॅक

दोन-लेयर बोर्डसाठी, थरांच्या कमी संख्येमुळे, आता लॅमिनेशनची समस्या नाही. नियंत्रण EMI विकिरण मुख्यतः वायरिंग आणि लेआउट पासून मानले जाते;

सिंगल-लेयर बोर्ड आणि डबल-लेयर बोर्डची इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सुसंगतता अधिकाधिक ठळक होत आहे. या घटनेचे मुख्य कारण म्हणजे सिग्नल लूप क्षेत्र खूप मोठे आहे, जे केवळ मजबूत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनच निर्माण करत नाही तर सर्किटला बाह्य हस्तक्षेपास संवेदनशील बनवते. सर्किटची इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सुसंगतता सुधारण्यासाठी, सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे की सिग्नलचे लूप क्षेत्र कमी करणे.

की सिग्नल: इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कंपॅटिबिलिटीच्या दृष्टीकोनातून, मुख्य सिग्नल हे प्रामुख्याने सिग्नल्सचा संदर्भ देतात जे मजबूत रेडिएशन तयार करतात आणि सिग्नल जे बाह्य जगासाठी संवेदनशील असतात. सिग्नल जे मजबूत रेडिएशन निर्माण करू शकतात ते सामान्यतः नियतकालिक सिग्नल असतात, जसे की घड्याळे किंवा पत्त्यांचे कमी-क्रमाचे सिग्नल. हस्तक्षेपास संवेदनशील असलेले सिग्नल हे खालच्या पातळीसह ॲनालॉग सिग्नल आहेत.

सिंगल आणि डबल-लेयर बोर्ड सहसा 10KHz पेक्षा कमी-फ्रिक्वेंसी ॲनालॉग डिझाइनमध्ये वापरले जातात:

1) समान लेयरवरील पॉवर ट्रेस त्रिज्या पद्धतीने रूट केले जातात आणि ओळींची एकूण लांबी कमी केली जाते;

2) पॉवर आणि ग्राउंड वायर्स चालवताना, ते एकमेकांच्या जवळ असले पाहिजेत; की सिग्नल वायरच्या बाजूला ग्राउंड वायर ठेवा आणि ही ग्राउंड वायर सिग्नल वायरच्या शक्य तितक्या जवळ असावी. अशाप्रकारे, एक लहान लूप क्षेत्र तयार होते आणि बाह्य हस्तक्षेपासाठी विभेदक मोड रेडिएशनची संवेदनशीलता कमी होते. जेव्हा सिग्नल वायरच्या पुढे ग्राउंड वायर जोडली जाते, तेव्हा सर्वात लहान क्षेत्रासह एक लूप तयार होतो आणि सिग्नल करंट निश्चितपणे इतर ग्राउंड वायर्सऐवजी हा लूप घेईल.

3) जर ते दुहेरी-लेयर सर्किट बोर्ड असेल, तर तुम्ही सर्किट बोर्डच्या दुसऱ्या बाजूला सिग्नल लाईनच्या अगदी खाली ग्राउंड वायर लावू शकता आणि पहिली ओळ शक्य तितकी रुंद असावी. अशा प्रकारे तयार केलेले लूप क्षेत्र हे सर्किट बोर्डच्या जाडीच्या सिग्नल लाइनच्या लांबीने गुणाकार केलेल्या समान असते.

 

दोन आणि चार-स्तर लॅमिनेट

1. SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND -SIG(PWR) -SIG(PWR) -GND;

वरील दोन लॅमिनेटेड डिझाइनसाठी, संभाव्य समस्या पारंपारिक 1.6mm (62mil) बोर्ड जाडीची आहे. लेयर स्पेसिंग खूप मोठे होईल, जे केवळ प्रतिबाधा, इंटरलेअर कपलिंग आणि शील्डिंग नियंत्रित करण्यासाठी प्रतिकूल नाही; विशेषतः, पॉवर ग्राउंड प्लेनमधील मोठे अंतर बोर्ड कॅपेसिटन्स कमी करते आणि आवाज फिल्टर करण्यासाठी अनुकूल नाही.

पहिल्या योजनेसाठी, हे सहसा अशा परिस्थितीत लागू केले जाते जेथे बोर्डवर अधिक चिप्स असतात. या प्रकारची योजना उत्तम SI कार्यप्रदर्शन मिळवू शकते, EMI कार्यप्रदर्शनासाठी ते फार चांगले नाही, मुख्यतः वायरिंगद्वारे आणि इतर तपशील नियंत्रित करण्यासाठी. मुख्य लक्ष: ग्राउंड लेयर सिग्नल लेयरच्या कनेक्टिंग लेयरवर सर्वात दाट सिग्नलसह ठेवलेले आहे, जे रेडिएशन शोषून घेण्यास आणि दाबण्यासाठी फायदेशीर आहे; 20H नियम प्रतिबिंबित करण्यासाठी बोर्डचे क्षेत्रफळ वाढवा.

दुसऱ्या सोल्यूशनसाठी, जेव्हा बोर्डवरील चिपची घनता पुरेशी कमी असते आणि चिपच्या आजूबाजूला पुरेसे क्षेत्र असते तेव्हा ते सहसा वापरले जाते (आवश्यक पॉवर कॉपर लेयर ठेवा). या योजनेत, PCB चा बाह्य स्तर हा ग्राउंड लेयर आहे आणि मधले दोन स्तर सिग्नल/पॉवर लेयर आहेत. सिग्नल लेयरवरील वीज पुरवठा रुंद रेषेने मार्गस्थ केला जातो, ज्यामुळे विद्युत पुरवठा करंटचा मार्ग अडथळा कमी होतो आणि सिग्नल मायक्रोस्ट्रिप मार्गाचा अडथळा देखील कमी असतो आणि आतील स्तर सिग्नल रेडिएशन देखील संरक्षित केले जाऊ शकते. बाह्य थर. EMI नियंत्रणाच्या दृष्टीकोनातून, ही उपलब्ध सर्वोत्तम 4-लेयर PCB रचना आहे.

मुख्य लक्ष: सिग्नल आणि पॉवर मिक्सिंग लेयरच्या मधल्या दोन स्तरांमधील अंतर रुंद केले पाहिजे आणि क्रॉसस्टॉक टाळण्यासाठी वायरिंगची दिशा उभी असावी; 20H नियम प्रतिबिंबित करण्यासाठी बोर्ड क्षेत्र योग्यरित्या नियंत्रित केले पाहिजे; जर तुम्हाला वायरिंगचा प्रतिबाधा नियंत्रित करायचा असेल तर, वरील सोल्यूशनने तारा मार्गी लावण्यासाठी अत्यंत सावधगिरी बाळगली पाहिजे. वीज पुरवठा आणि ग्राउंडिंगसाठी तांब्याच्या बेटाखाली व्यवस्था केली जाते. याव्यतिरिक्त, डीसी आणि कमी-फ्रिक्वेंसी कनेक्टिव्हिटी सुनिश्चित करण्यासाठी वीज पुरवठा किंवा ग्राउंड लेयरवरील तांबे शक्य तितके एकमेकांशी जोडलेले असावे.

 

 

तीन, सहा-लेयर लॅमिनेट

उच्च चिप घनता आणि उच्च घड्याळ वारंवारता असलेल्या डिझाइनसाठी, 6-लेयर बोर्ड डिझाइनचा विचार केला पाहिजे आणि स्टॅकिंग पद्धतीची शिफारस केली जाते:

1. SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;

या प्रकारच्या योजनेसाठी, या प्रकारच्या लॅमिनेटेड योजनेमुळे सिग्नलची अखंडता चांगली मिळू शकते, सिग्नल स्तर जमिनीच्या थराला लागून असतो, पॉवर लेयर आणि ग्राउंड लेयर जोडलेले असतात, प्रत्येक वायरिंग लेयरचा प्रतिबाधा अधिक चांगल्या प्रकारे नियंत्रित करता येतो, आणि दोन स्ट्रॅटम चुंबकीय क्षेत्र रेषा चांगल्या प्रकारे शोषून घेऊ शकते. आणि जेव्हा वीज पुरवठा आणि ग्राउंड लेयर पूर्ण होते, तेव्हा ते प्रत्येक सिग्नल लेयरसाठी एक चांगला परतीचा मार्ग प्रदान करू शकते.

2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;

या प्रकारच्या योजनेसाठी, या प्रकारची योजना केवळ अशा परिस्थितीसाठी योग्य आहे की डिव्हाइसची घनता फार जास्त नाही, अशा प्रकारच्या लॅमिनेशनमध्ये वरच्या लॅमिनेशनचे सर्व फायदे आहेत आणि वरच्या आणि खालच्या स्तरांचे ग्राउंड प्लेन तुलनेने आहे. पूर्ण, जे वापरण्यासाठी एक चांगले शिल्डिंग स्तर म्हणून वापरले जाऊ शकते. हे नोंद घ्यावे की पॉवर लेयर मुख्य घटक पृष्ठभाग नसलेल्या लेयरच्या जवळ असावा, कारण तळाच्या लेयरचे विमान अधिक पूर्ण होईल. त्यामुळे, पहिल्या उपायापेक्षा EMI कामगिरी चांगली आहे.

सारांश: सहा-लेयर बोर्ड योजनेसाठी, चांगली पॉवर आणि ग्राउंड कपलिंग मिळविण्यासाठी पॉवर लेयर आणि ग्राउंड लेयरमधील अंतर कमी केले पाहिजे. तथापि, जरी बोर्डची जाडी 62mil आहे आणि लेयरमधील अंतर कमी केले आहे, तरीही मुख्य वीजपुरवठा आणि जमिनीचा थर लहान असणे यामधील अंतर नियंत्रित करणे सोपे नाही. पहिल्या योजनेची दुसऱ्या योजनेशी तुलना केल्यास दुसऱ्या योजनेची किंमत खूप वाढेल. म्हणून, स्टॅकिंग करताना आम्ही सहसा पहिला पर्याय निवडतो. डिझाइन करताना, 20H नियम आणि मिरर लेयर नियम डिझाइनचे अनुसरण करा.

चार आणि आठ-लेयर लॅमिनेट

1. खराब इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शोषण आणि मोठ्या वीज पुरवठा प्रतिबाधामुळे ही स्टॅकिंग पद्धत चांगली नाही. त्याची रचना खालीलप्रमाणे आहे.
1.सिग्नल 1 घटक पृष्ठभाग, मायक्रोस्ट्रिप वायरिंग स्तर
2. सिग्नल 2 अंतर्गत मायक्रोस्ट्रिप वायरिंग लेयर, चांगले वायरिंग लेयर (X दिशा)
3.जमिनी
4. सिग्नल 3 स्ट्रिपलाइन राउटिंग लेयर, उत्तम राउटिंग लेयर (Y दिशा)
5. सिग्नल 4 स्ट्रिपलाइन राउटिंग लेयर
6.पॉवर
7. सिग्नल 5 अंतर्गत मायक्रोस्ट्रिप वायरिंग लेयर
8.सिग्नल 6 मायक्रोस्ट्रिप ट्रेस लेयर

2. हा तिसऱ्या स्टॅकिंग पद्धतीचा एक प्रकार आहे. संदर्भ स्तर जोडल्यामुळे, त्याची EMI कार्यक्षमता चांगली आहे आणि प्रत्येक सिग्नल लेयरची वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधा चांगल्या प्रकारे नियंत्रित केली जाऊ शकते.
1.सिग्नल 1 घटक पृष्ठभाग, मायक्रोस्ट्रिप वायरिंग स्तर, चांगले वायरिंग स्तर
2. ग्राउंड स्ट्रॅटम, चांगली इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह शोषण्याची क्षमता
3. सिग्नल 2 स्ट्रिपलाइन राउटिंग लेयर, चांगला राउटिंग लेयर
4. पॉवर पॉवर लेयर, 5 खाली ग्राउंड लेयरसह उत्कृष्ट इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शोषण तयार करते.
6.सिग्नल 3 स्ट्रिपलाइन राउटिंग लेयर, चांगला राउटिंग लेयर
7. पॉवर स्ट्रॅटम, मोठ्या वीज पुरवठा प्रतिबाधासह
8. सिग्नल 4 मायक्रोस्ट्रिप वायरिंग लेयर, चांगले वायरिंग लेयर

3. सर्वोत्कृष्ट स्टॅकिंग पद्धत, मल्टी-लेयर ग्राउंड रेफरन्स प्लेनच्या वापरामुळे, त्यात खूप चांगली भूचुंबकीय शोषण क्षमता आहे.
1.सिग्नल 1 घटक पृष्ठभाग, मायक्रोस्ट्रिप वायरिंग स्तर, चांगले वायरिंग स्तर
2. ग्राउंड स्ट्रॅटम, उत्तम इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह शोषण्याची क्षमता
3. सिग्नल 2 स्ट्रिपलाइन राउटिंग लेयर, चांगला राउटिंग लेयर
4. पॉवर पॉवर लेयर, 5. ग्राउंड ग्राउंड लेयरच्या खाली असलेल्या ग्राउंड लेयरसह उत्कृष्ट इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शोषण तयार करते
6.सिग्नल 3 स्ट्रिपलाइन राउटिंग लेयर, चांगला राउटिंग लेयर
7. ग्राउंड स्ट्रॅटम, उत्तम इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह शोषण्याची क्षमता
8. सिग्नल 4 मायक्रोस्ट्रिप वायरिंग लेयर, चांगले वायरिंग लेयर

डिझाईनमध्ये बोर्डचे किती लेयर्स वापरायचे ते कसे निवडायचे आणि ते कसे स्टॅक करायचे हे बोर्डवरील सिग्नल नेटवर्कची संख्या, डिव्हाइसची घनता, पिनची घनता, सिग्नल वारंवारता, बोर्ड आकार आणि यासारख्या अनेक घटकांवर अवलंबून असते. आपण या घटकांचा सर्वसमावेशकपणे विचार केला पाहिजे. अधिक सिग्नल नेटवर्क्ससाठी, डिव्हाइसची घनता जितकी जास्त असेल, पिनची घनता जास्त असेल आणि सिग्नल वारंवारता जितकी जास्त असेल तितके शक्य तितके मल्टीलेअर बोर्ड डिझाइन स्वीकारले पाहिजे. चांगले EMI कार्यप्रदर्शन मिळविण्यासाठी, प्रत्येक सिग्नल स्तराचा स्वतःचा संदर्भ स्तर असल्याची खात्री करणे चांगले आहे.