PCB Stackup Design Method

Den laminerte designen er hovedsakelig overholder to regler:

1. Hvert koblingslag må ha et tilstøtende referanselag (strøm eller bakkelag);
2. Det tilstøtende hovedkraftlaget og bakkelaget skal holdes i minimum avstand for å gi større koblingskapasitans;

 

Følgende viser bunken fra to-lags tavle til åtte-lags tavle for eksempel forklaring:

1. Ensidig PCB-kort og tosidig PCB-brettstabel

For to-lags tavler, på grunn av det lille antall lag, er det ikke lenger et laminasjonsproblem. Kontroll EMI -stråling blir hovedsakelig vurdert fra ledninger og utforming;

Den elektromagnetiske kompatibiliteten til enkeltlagsbrett og dobbeltlagsbrett har blitt mer og mer fremtredende. Hovedårsaken til dette fenomenet er at signalsløyfeområdet er for stort, noe som ikke bare produserer sterk elektromagnetisk stråling, men også gjør kretsen følsom for ytre interferens. For å forbedre den elektromagnetiske kompatibiliteten til kretsen, er den enkleste måten å redusere sløyfeområdet til nøkkelsignalet.

Nøkkelsignal: Fra perspektivet til elektromagnetisk kompatibilitet refererer nøkkelsignaler hovedsakelig til signaler som produserer sterk stråling og signaler som er følsomme for omverdenen. Signalene som kan generere sterk stråling er generelt periodiske signaler, for eksempel lavordens signaler av klokker eller adresser. Signaler som er følsomme for interferens er analoge signaler med lavere nivåer.

Enkelt- og dobbeltlagsbrett brukes vanligvis i analoge design med lav frekvens under 10 kHz:

1) Strømsporene på det samme laget blir dirigert radialt, og linjene totale lengden minimeres;

2) Når de kjører strøm- og bakkestyrene, skal de være i nærheten av hverandre; Plasser en jordtråd ved siden av nøkkelsignaltråden, og denne jordtråden skal være så nær signaltråden som mulig. På denne måten dannes et mindre sløyfeområde og følsomheten for differensialmodusstråling for ytre interferens reduseres. Når en jordtråd blir lagt til ved siden av signaltråden, dannes en sløyfe med det minste området, og signalstrømmen vil definitivt ta denne sløyfen i stedet for andre jordledninger.

3) Hvis det er et dobbeltlagskretskort, kan du legge en jordtråd langs signallinjen på den andre siden av kretskortet, rett under signallinjen, og den første linjen skal være så bred som mulig. Sløyfeområdet som er dannet på denne måten er lik tykkelsen på kretskortet multiplisert med lengden på signallinjen.

 

To og firelags laminater

1. Sig-gnd (pwr) -pwr (GND) -sig;
2. GND-SIG (PWR) -SIG (PWR) -GND;

For de to laminerte designene ovenfor er det potensielle problemet for den tradisjonelle 1,6 mm (62 millioner) bretttykkelsen. Lagavstanden vil bli veldig stor, noe som ikke bare er ugunstig for å kontrollere impedans, mellomlagskobling og skjerming; Spesielt reduserer den store avstanden mellom kraftmakkeplanene styrets kapasitans og bidrar ikke til filtrering av støy.

For den første ordningen brukes det vanligvis på situasjonen der det er flere chips på brettet. Denne typen ordninger kan få bedre SI -ytelse, det er ikke veldig bra for EMI -ytelse, hovedsakelig gjennom ledningene og andre detaljer å kontrollere. Hovedoppmerksomhet: Jordsjiktet er plassert på forbindelseslaget til signallaget med det tetteste signalet, som er gunstig for å absorbere og undertrykke stråling; Øk styret for å gjenspeile 20H -regelen.

Når det gjelder den andre løsningen, brukes den vanligvis når brikketettheten på brettet er lav nok og det er nok område rundt brikken (plasser det nødvendige strømkobberlaget). I dette skjemaet er det ytre laget av PCB bakkelaget, og de to midtre lagene er signal/strømlag. Strømforsyningen på signallaget blir dirigert med en bred linje, noe som kan gjøre banen impedans av strømforsyningsstrømmen lav, og impedansen til signalmikrostripstien er også lav, og det indre lagsignalstrålingen kan også skjermet av det ytre laget. Fra EMI-kontrollens perspektiv er dette den beste 4-lags PCB-strukturen som er tilgjengelig.

Hovedoppmerksomhet: Avstanden mellom de to midtre lagene med signal- og strømblandingslag skal utvides, og ledningsretningen skal være vertikal for å unngå krysstale; Styret skal kontrolleres på riktig måte for å gjenspeile 20H -regelen; Hvis du vil kontrollere ledningsimpedansen, bør løsningen ovenfor være veldig nøye med å rute ledningene den er ordnet under kobberøya for strømforsyning og jording. I tillegg skal kobberet på strømforsyningen eller bakkelaget kobles sammen så mye som mulig for å sikre DC og lavfrekvenstilkobling.

 

 

Tre, seks-lags laminat

For design med høyere chip-tetthet og høyere klokkefrekvens, bør en 6-lags tavle design vurderes, og stablingsmetoden anbefales:

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

For denne typen opplegg kan denne typen laminerte skjemaer få bedre signalintegritet, signallaget ligger ved siden av bakkelaget, kraftlaget og bakkelaget er sammenkoblet, impedansen til hvert ledningslag kan kontrolleres bedre, og to Stratum kan absorbere magnetfeltlinjene godt. Og når strømforsyningen og bakkelaget er fullført, kan det gi en bedre returbane for hvert signallag.

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

For denne typen ordninger er denne typen ordninger bare egnet for situasjonen at enhetens tetthet ikke er veldig høy, denne typen laminering har alle fordelene med den øvre laminering, og bakkeplanet til topp- og bunnlagene er relativt komplett, som kan brukes som et bedre skjoldlag å bruke. Det skal bemerkes at kraftlaget skal være nær laget som ikke er hovedkomponentoverflaten, fordi planet til bunnlaget vil være mer komplett. Derfor er EMI -ytelse bedre enn den første løsningen.

Sammendrag: For seks-lags tavleordning skal avstanden mellom kraftlaget og bakkelaget minimeres for å oppnå god kraft og bakkekobling. Selv om tykkelsen på brettet er 62 millioner og lagavstanden reduseres, er det imidlertid ikke lett å kontrollere avstanden mellom hovedstrømforsyningen og bakkelaget for å være liten. Sammenlignet den første ordningen med den andre ordningen, vil kostnadene for den andre ordningen øke kraftig. Derfor velger vi vanligvis det første alternativet når vi stabler. Følg 20 -timers regelen og speillagets regelutforming.

Fire og åtte lag laminater

1. Dette er ikke en god stablingsmetode på grunn av dårlig elektromagnetisk absorpsjon og stor strømforsyningsimpedans. Strukturen er som følger:
1.Signal 1 komponentoverflate, mikrostrip koblingslag
2. Signal 2 Internt mikrostripekablingslag, bedre ledningslag (x retning)
3. Streng
4. Signal 3 Stripline rutingslag, bedre rutingslag (y retning)
5.Signal 4 Stripline Routing Layer
6. Kraft
7. Signal 5 Internt mikrostripekablingslag
8.Signal 6 mikrostripsporlag

2. Det er en variant av den tredje stablingsmetoden. På grunn av tilsetning av referanselaget har det bedre EMI -ytelse, og den karakteristiske impedansen til hvert signallag kan kontrolleres godt
1.Signal 1 komponentoverflate, mikrostrip koblingslag, godt ledningslag
2.
3.
4. Kraftkraftlag, danner utmerket elektromagnetisk absorpsjon med jordlaget under 5. Jordlaget
6.Signal 3 Stripline rutingslag, godt rutingslag
7. Power Stratum, med stor strømforsyningsimpedans
8.Signal 4 mikrostrip koblingslag, godt ledningslag

3. Den beste stablingsmetoden, på grunn av bruk av flerlags bakken referanseplan, har den veldig god geomagnetisk absorpsjonskapasitet.
1.Signal 1 komponentoverflate, mikrostrip koblingslag, godt ledningslag
2.
3.
4. Kraftkraftlag, danner utmerket elektromagnetisk absorpsjon med bakkelaget under 5. Ground bakkelag
6.Signal 3 Stripline rutingslag, godt rutingslag
7. Jordstratum, bedre elektromagnetisk bølgeabsorpsjonsevne
8.Signal 4 mikrostrip koblingslag, godt ledningslag

Hvordan velge hvor mange lag med tavler som brukes i designet, og hvordan du stabler dem, avhenger av mange faktorer som antall signalnettverk på brettet, enhetstetthet, pintetthet, signalfrekvens, tavlestørrelse og så videre. Vi må vurdere disse faktorene på en omfattende måte. For mer signalnettverk, jo høyere enhetstetthet, jo høyere pinnetetthet og jo høyere signalfrekvens, må flerlagsbrettdesignet tas i bruk så mye som mulig. For å få god EMI -ytelse, er det best å sikre at hvert signallag har sitt eget referanselag.