PCB Stackup

O design laminado segue principalmente duas regras:
1. Cada camada de fiação deve ter uma camada de referência adjacente (camada de potência ou terra);
2. A camada de potência principal adjacente e a camada de terra devem ser mantidas a uma distância mínima para fornecer maior capacitância de acoplamento;

 

O seguinte lista a pilha da placa de duas camadas a uma placa de oito camadas, por exemplo, explicação:
1. Empilhamento da placa de PCB de um lado e placa de PCB de dupla face
Para placas de duas camadas, devido ao pequeno número de camadas, não há mais um problema de laminação. O controle da radiação EMI é considerado principalmente a partir da fiação e do layout;

A compatibilidade eletromagnética de placas de camada única e placas de camada dupla se tornou cada vez mais proeminente. A principal razão para esse fenômeno é que a área do loop de sinal é muito grande, o que não apenas produz radiação eletromagnética forte, mas também torna o circuito sensível à interferência externa. Para melhorar a compatibilidade eletromagnética do circuito, a maneira mais fácil é reduzir a área do loop do sinal -chave.

Sinal -chave: Do ponto de vista da compatibilidade eletromagnética, os principais sinais se referem principalmente a sinais que produzem fortes radiação e sinais sensíveis ao mundo exterior. Os sinais que podem gerar radiação forte geralmente são sinais periódicos, como sinais de ordem de baixa ordem de relógios ou endereços. Sinais sensíveis à interferência são sinais analógicos com níveis mais baixos.

As placas de camada única e dupla geralmente são usadas em projetos analógicos de baixa frequência abaixo de 10kHz:
1) Os traços de energia na mesma camada são radialmente radialmente e o comprimento total das linhas é minimizado;

2) Ao executar os fios de energia e terra, eles devem estar próximos um do outro; Coloque um fio de solo na lateral do fio do sinal da chave e este fio de terra deve estar o mais próximo possível do fio do sinal. Dessa maneira, uma área de loop menor é formada e a sensibilidade da radiação do modo diferencial à interferência externa é reduzida. Quando um fio aterrável é adicionado ao lado do fio de sinal, é formado um loop com a menor área. A corrente do sinal definitivamente levará esse loop em vez de outros fios do solo.

3) Se for uma placa de circuito de camada dupla, você poderá colocar um fio moído ao longo da linha de sinal do outro lado da placa de circuito, imediatamente abaixo da linha de sinal, e a primeira linha deve ser o mais ampla possível. A área de loop formada dessa maneira é igual à espessura da placa de circuito multiplicada pelo comprimento da linha de sinal.

 

Laminados de duas e quatro camadas
1. Sig-gnd (pwr) -pwr (gnd) -sig;
2. Gnd-sig (pwr) -sig (pwr) -gnd;

Para os dois projetos laminados acima, o problema potencial é para a espessura tradicional da placa de 1,6 mm (62mil). O espaçamento da camada se tornará muito grande, o que não é apenas desfavorável para controlar a impedância, o acoplamento e a blindagem entre camadas; Especialmente o grande espaçamento entre os planos de energia de energia reduz a capacitância da placa e não é propício para filtrar o ruído.

Para o primeiro esquema, geralmente é aplicado à situação em que há mais chips no quadro. Esse tipo de esquema pode obter melhor desempenho do SI, não é muito bom para o desempenho da EMI, principalmente deve controlar a fiação e outros detalhes. Atenção principal: a camada de solo é colocada na camada de conexão da camada de sinal com o sinal mais denso, que é benéfico para absorver e suprimir a radiação; Aumente a área do conselho para refletir a regra 20H.

Para a segunda solução, geralmente é usado onde a densidade do chip na placa é baixa o suficiente e há uma área suficiente ao redor do chip (coloque a camada de cobre de energia necessária). Nesse esquema, a camada externa do PCB é a camada de terra e as duas camadas do meio são camadas de sinal/potência. A fonte de alimentação na camada de sinal é roteada com uma linha ampla, o que pode tornar a impedância do caminho da corrente da fonte de alimentação baixa, e a impedância do caminho da microfita de sinal também é baixa e a radiação do sinal da camada interna também pode ser protegida pela camada externa. Do ponto de vista do controle EMI, esta é a melhor estrutura de PCB de 4 camadas disponíveis.

Atenção principal: a distância entre as duas camadas do meio de sinal e camadas de mistura de potência deve ser ampliada e a direção da fiação deve ser vertical para evitar a interferência; A área da diretoria deve ser controlada adequadamente para refletir a regra 20H; Se você deseja controlar a impedância da fiação, a solução acima deve ter muito cuidado para encaminhar os fios dispostos sob a ilha de cobre para obter energia e aterramento. Além disso, o cobre na fonte de alimentação ou na camada de terra deve ser interconectado o máximo possível para garantir a conectividade CC e de baixa frequência.

Três, laminado de seis camadas
Para projetos com maior densidade de chips e maior frequência de relógio, é recomendável um projeto de placa de 6 camadas e o método de empilhamento é recomendado:

1. Sig-gnd-sig-pwr-gnd-sig;
Para esse tipo de esquema, esse tipo de esquema laminado pode obter melhor integridade do sinal, a camada de sinal é adjacente à camada de terra, a camada de potência e a camada de terra são emparelhadas, a impedância de cada camada de fiação pode ser melhor controlada e dois o estrato podem absorver bem as linhas de campo magnético. E quando a fonte de alimentação e a camada de terra estão intactas, ela pode fornecer um melhor caminho de retorno para cada camada de sinal.

2. GND-Sig-gnd-pwr-sig -gnd;
Para esse tipo de esquema, esse tipo de esquema é adequado apenas para a situação em que a densidade do dispositivo não é muito alta, esse tipo de laminação tem todas as vantagens da laminação superior, e o plano de terra das camadas superior e inferior é relativamente completo, o que pode ser usado como uma melhor camada de blindagem a ser usada. Deve -se notar que a camada de potência deve estar próxima da camada que não é a superfície principal do componente, porque o plano inferior estará mais completo. Portanto, o desempenho do EMI é melhor que a primeira solução.

Resumo: Para o esquema da placa de seis camadas, a distância entre a camada de potência e a camada de terra deve ser minimizada para obter boa potência e acoplamento do solo. No entanto, embora a espessura da placa tenha 62mil e o espaçamento da camada seja reduzido, não é fácil controlar o espaçamento entre a fonte de alimentação principal e a camada de terra muito pequena. Comparando o primeiro esquema com o segundo esquema, o custo do segundo esquema aumentará bastante. Portanto, geralmente escolhemos a primeira opção ao empilhar. Ao projetar, siga a regra 20H e o design da regra da camada de espelho.

 

Laminados de quatro e oito camadas
1. Este não é um bom método de empilhamento devido à baixa absorção eletromagnética e grande impedância da fonte de alimentação. Sua estrutura é a seguinte:
1. Surface de 1 componente, camada de fiação de microfita,
2. Sinal 2 Camada de fiação da microfita interna, melhor camada de fiação (X Direction)
3. Ground
4. Camada de roteamento do sinal 3, melhor camada de roteamento (direção y)
5. Camada de roteamento de strip -line
6.Power
7.
8. Signal 6 Microstrip Trace Camada

2. É uma variante do terceiro método de empilhamento. Devido à adição da camada de referência, ela tem melhor desempenho em EMI, e a impedância característica de cada camada de sinal pode ser bem controlada
1. Surface de 1 componente, camada de fiação microfita, boa camada de fiação
2. Estrato no solo, boa capacidade de absorção de ondas eletromagnéticas
3. Camada de roteamento do sinal 2, boa camada de roteamento
4. Camada de potência, formando excelente absorção eletromagnética com a camada de terra abaixo de 5. Camada de terra
6. camada de roteamento de strip -line, boa camada de roteamento, boa camada de roteamento
7. estrato de energia, com grande impedância de fonte de alimentação
8. Signal 4 MicroStrip Camada de fiação, boa camada de fiação

3. O melhor método de empilhamento, devido ao uso de vários planos de referência do solo, possui uma capacidade de absorção geomagnética muito boa.
1. Surface de 1 componente, camada de fiação microfita, boa camada de fiação
2. Estrato no solo, boa capacidade de absorção de ondas eletromagnéticas
3. Camada de roteamento do sinal 2, boa camada de roteamento
4. Camada de potência de poder, formando excelente absorção eletromagnética com a camada de terra abaixo de 5. Camada de terra do solo
6. camada de roteamento de strip -line, boa camada de roteamento, boa camada de roteamento
7. Estrato no solo, boa capacidade de absorção de ondas eletromagnéticas
8. Signal 4 MicroStrip Camada de fiação, boa camada de fiação

Como escolher quantas camadas de placas são usadas no design e como empilhá -las depende de muitos fatores, como o número de redes de sinais na placa, densidade do dispositivo, densidade de pinos, frequência de sinal, tamanho da placa e assim por diante. Para esses fatores, devemos considerar de forma abrangente. Para as redes de sinais mais, quanto maior a densidade do dispositivo, maior a densidade do pino e maior a frequência do sinal, o projeto da placa multicamada deve ser adotado o máximo possível. Para obter um bom desempenho emi, é melhor garantir que cada camada de sinal tenha sua própria camada de referência.