Стек печатной платы

Ламинированный дизайн в основном следует двум правилам:
1. Каждый слой проводки должен иметь соседний опорный слой (слой питания или заземления);
2. Соседние основной слой питания и слой земли должны находиться на минимальном расстоянии, чтобы обеспечить большую емкость связи;

 

Ниже приведен пример перехода от двухслойной платы к восьмислойной плате:
1. Укладка односторонней печатной платы и двухсторонней печатной платы.
Для двухслойных плат за счет небольшого количества слоев проблема ламинации уже не возникает. Контроль электромагнитного излучения в основном учитывается при прокладке и расположении проводки;

Электромагнитная совместимость однослойных и двухслойных плат становится все более заметной. Основная причина этого явления заключается в том, что площадь сигнального контура слишком велика, что не только создает сильное электромагнитное излучение, но и делает схему чувствительной к внешним помехам. Для улучшения электромагнитной совместимости схемы проще всего уменьшить площадь шлейфа ключевого сигнала.

Ключевой сигнал: с точки зрения электромагнитной совместимости ключевые сигналы в основном относятся к сигналам, которые производят сильное излучение, и к сигналам, чувствительным к внешнему миру. Сигналы, которые могут генерировать сильное излучение, обычно являются периодическими сигналами, такими как сигналы часов низкого порядка или адреса. Сигналы, чувствительные к помехам, представляют собой аналоговые сигналы с более низкими уровнями.

Одно- и двухслойные платы обычно используются в низкочастотных аналоговых конструкциях ниже 10 кГц:
1) Трассы питания на одном слое проложены радиально, а общая длина линий сведена к минимуму;

2) При прокладке силового и заземляющего проводов они должны располагаться близко друг к другу; поместите заземляющий провод сбоку от сигнального провода ключа, причем этот заземляющий провод должен находиться как можно ближе к сигнальному проводу. Таким образом формируется меньшая площадь контура и снижается чувствительность дифференциального излучения к внешним помехам. Когда рядом с сигнальным проводом добавляется заземляющий провод, образуется петля наименьшей площади. Ток сигнала обязательно пойдет по этому контуру, а не по другим заземляющим проводам.

3) Если это двухслойная плата, то можно проложить заземляющий провод вдоль сигнальной линии с другой стороны платы, сразу под сигнальной линией, причем первая линия должна быть как можно шире. Площадь сформированного таким образом шлейфа равна толщине печатной платы, умноженной на длину сигнальной линии.

 

Двух- и четырехслойный ламинат.
1. SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;

Для двух вышеупомянутых ламинированных конструкций потенциальная проблема связана с традиционной толщиной плиты 1,6 мм (62 мил). Расстояние между слоями станет очень большим, что не только неблагоприятно для управления импедансом, межслоевой связью и экранированием; особенно большое расстояние между пластинами заземления питания снижает емкость платы и не способствует фильтрации шума.

Первая схема обычно применяется к ситуации, когда на плате больше микросхем. Такая схема может улучшить характеристики SI, но она не очень хороша для защиты от электромагнитных помех, в основном ее необходимо контролировать с помощью проводки и других деталей. Основное внимание: слой земли размещается на соединительном слое сигнального слоя с наиболее плотным сигналом, что выгодно поглощает и подавляет излучение; увеличьте площадь доски, чтобы отразить правило 20H.

Второе решение обычно используется там, где плотность чипов на плате достаточно низкая и вокруг чипа достаточно места (поместите необходимый слой силовой меди). В этой схеме внешний слой печатной платы — это слой земли, а два средних слоя — это уровни сигнала/питания. Источник питания на сигнальном слое проложен по широкой линии, что может сделать импеданс пути тока источника питания низким, а сопротивление сигнального микрополоскового пути также низкое, а излучение сигнала внутреннего слоя также может быть защищен внешним слоем. С точки зрения контроля электромагнитных помех это лучшая доступная четырехслойная структура печатной платы.

Основное внимание: расстояние между двумя средними слоями сигналов и слоев смешивания мощности должно быть увеличено, а направление проводки должно быть вертикальным, чтобы избежать перекрестных помех; площадь доски должна контролироваться соответствующим образом, чтобы соответствовать правилу 20H; Если вы хотите контролировать сопротивление проводки, описанное выше решение должно быть очень осторожным при прокладке проводов, расположенных под медным островом для питания и заземления. Кроме того, медь на источнике питания или слое земли должна быть максимально соединена между собой, чтобы обеспечить возможность подключения по постоянному току и низкочастотной связи.

Трех, шестислойный ламинат
Для конструкций с более высокой плотностью микросхем и более высокой тактовой частотой следует рассмотреть возможность использования 6-слойной платы и рекомендуется использовать метод стекирования:

1. SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Для такого типа схемы такая ламинированная схема может обеспечить лучшую целостность сигнала, сигнальный слой примыкает к заземляющему слою, силовой слой и заземляющий слой объединены в пару, импеданс каждого слоя проводки можно лучше контролировать, и два Пласт может хорошо поглощать силовые линии магнитного поля. А когда источник питания и слой заземления не повреждены, это может обеспечить лучший обратный путь для каждого сигнального слоя.

2. GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;
Для такой схемы такая схема подходит только для ситуации, когда плотность устройства не очень высока, этот тип ламинирования имеет все преимущества верхнего ламинирования, а заземленная плоскость верхнего и нижнего слоев относительно в комплекте, который можно использовать в качестве лучшего защитного слоя. Следует отметить, что силовой слой должен располагаться близко к слою, не являющемуся поверхностью основной детали, поскольку нижняя плоскость будет более полной. Таким образом, производительность EMI лучше, чем у первого решения.

Резюме: Для шестислойной схемы платы расстояние между слоем питания и слоем земли должно быть минимизировано, чтобы обеспечить хорошую связь между питанием и землей. Однако, несмотря на то, что толщина платы составляет 62 мил, а расстояние между слоями уменьшено, контролировать расстояние между основным источником питания и слоем земли непросто. Сравнивая первую схему со второй, стоимость второй схемы сильно возрастет. Поэтому при укладке мы обычно выбираем первый вариант. При проектировании следуйте правилу 20H и правилу зеркального слоя.

 

Четырех- и восьмислойные ламинаты
1. Это не лучший метод стекирования из-за плохого электромагнитного поглощения и большого сопротивления источника питания. Его структура следующая:
1. Поверхность компонента сигнала 1, слой микрополосковой проводки
2. Внутренний слой микрополосковой проводки сигнала 2, лучший слой проводки (направление X)
3.Земля
4. Уровень полосковой маршрутизации сигнала 3, улучшенный уровень маршрутизации (направление Y)
5. Сигнальный 4-полосковый слой маршрутизации
6. Мощность
7. Слой внутренней микрополосковой разводки сигнала 5.
8. Сигнальный 6-микрополосковый следовой слой

2. Это вариант третьего способа укладки. Благодаря добавлению опорного слоя он имеет лучшие характеристики электромагнитных помех, а характеристическое сопротивление каждого сигнального слоя можно хорошо контролировать.
1. Поверхность компонента сигнала 1, слой микрополосковой проводки, хороший слой проводки
2. Земляной слой, хорошая способность поглощения электромагнитных волн.
3. Уровень полосковой маршрутизации сигнала 2, хороший уровень маршрутизации
4. Слой мощности, обеспечивающий превосходное электромагнитное поглощение с слоем земли ниже 5. Слой земли.
6. Сигнальный 3 полосковый слой маршрутизации, хороший слой маршрутизации
7. Слой мощности с большим сопротивлением источника питания.
8. Сигнальный 4 слой микрополосковой проводки, хороший слой проводки

3. Лучший метод штабелирования, поскольку он использует несколько опорных плоскостей земли и обладает очень хорошей способностью к геомагнитному поглощению.
1. Поверхность компонента сигнала 1, слой микрополосковой проводки, хороший слой проводки
2. Земляной слой, хорошая способность поглощения электромагнитных волн.
3. Уровень полосковой маршрутизации сигнала 2, хороший уровень маршрутизации
4. Слой мощности, образующий превосходное электромагнитное поглощение с слоем земли ниже 5. Слой земли.
6. Сигнальный 3 полосковый слой маршрутизации, хороший слой маршрутизации
7. Земляной слой, хорошая способность поглощения электромагнитных волн.
8. Сигнальный 4 слой микрополосковой проводки, хороший слой проводки

Выбор того, сколько слоев плат используется в конструкции и как их складывать, зависит от многих факторов, таких как количество сигнальных сетей на плате, плотность устройств, плотность PIN-кодов, частота сигнала, размер платы и так далее. Для этих факторов мы должны всесторонне рассмотреть. Для большего количества сигнальных сетей, чем выше плотность устройств, тем выше плотность PIN-кодов и выше частота сигнала, следует максимально использовать конструкцию многослойной платы. Чтобы получить хорошие характеристики электромагнитных помех, лучше всего обеспечить, чтобы каждый сигнальный слой имел свой собственный опорный уровень.