Laminovaný dizajn sa riadi hlavne dvoma pravidlami:
1. Každá vrstva vedenia musí mať susediacu referenčnú vrstvu (napájaciu alebo zemnú vrstvu);
2. Susedná hlavná výkonová vrstva a zemná vrstva by mali byť udržiavané v minimálnej vzdialenosti, aby sa zabezpečila väčšia väzbová kapacita;
Nasleduje napríklad vysvetlenie zásobníka od dvojvrstvovej dosky po osemvrstvovú dosku:
1. Stohovanie jednostrannej dosky plošných spojov a obojstrannej dosky plošných spojov
Pri dvojvrstvových doskách už vzhľadom na malý počet vrstiev odpadá problém s lamináciou.Kontrola EMI žiarenia sa berie do úvahy hlavne z elektroinštalácie a usporiadania;
Čoraz výraznejšia je elektromagnetická kompatibilita jednovrstvových dosiek a dvojvrstvových dosiek.Hlavným dôvodom tohto javu je príliš veľká oblasť signálovej slučky, ktorá nielenže vytvára silné elektromagnetické žiarenie, ale obvod je tiež citlivý na vonkajšie rušenie.Na zlepšenie elektromagnetickej kompatibility obvodu je najjednoduchším spôsobom zmenšiť oblasť slučky kľúčového signálu.
Kľúčový signál: Z hľadiska elektromagnetickej kompatibility sa kľúčové signály týkajú najmä signálov, ktoré produkujú silné žiarenie, a signálov, ktoré sú citlivé na vonkajší svet.Signály, ktoré môžu generovať silné žiarenie, sú vo všeobecnosti periodické signály, ako sú signály hodín alebo adries nízkeho rádu.Signály, ktoré sú citlivé na rušenie, sú analógové signály s nižšou úrovňou.
Jedno a dvojvrstvové dosky sa zvyčajne používajú v nízkofrekvenčných analógových dizajnoch pod 10 kHz:
1) Výkonové stopy na rovnakej vrstve sú smerované radiálne a celková dĺžka vedení je minimalizovaná;
2) Pri vedení napájacieho a uzemňovacieho vodiča by mali byť blízko seba;umiestnite uzemňovací vodič na stranu kľúčového signálneho vodiča a tento uzemňovací vodič by mal byť čo najbližšie k signálnemu vodiču.Týmto spôsobom sa vytvorí menšia oblasť slučky a zníži sa citlivosť žiarenia diferenciálneho vidu na vonkajšie rušenie.Keď sa vedľa signálneho vodiča pridá uzemňovací vodič, vytvorí sa slučka s najmenšou plochou.Prúd signálu určite vezme túto slučku namiesto iných uzemňovacích vodičov.
3) Ak ide o dvojvrstvovú dosku s plošnými spojmi, môžete položiť uzemňovací vodič pozdĺž signálneho vedenia na druhej strane dosky plošných spojov, bezprostredne pod signálnym vedením, pričom prvé vedenie by malo byť čo najširšie.Takto vytvorená plocha slučky sa rovná hrúbke dosky plošných spojov vynásobenej dĺžkou signálového vedenia.
Dvoj a štvorvrstvové lamináty
1. SIG –GND(PWR) –PWR (GND) –SIG;
2. GND – SIG (PWR) – SIG (PWR) – GND;
V prípade vyššie uvedených dvoch laminovaných dizajnov je potenciálnym problémom tradičná hrúbka dosky 1,6 mm (62 mil).Rozstup vrstiev sa stane veľmi veľkým, čo nie je priaznivé nielen pre riadenie impedancie, medzivrstvové spojenie a tienenie;najmä veľký rozostup medzi napájacími zemnými plochami znižuje kapacitu dosky a neprispieva k filtrovaniu šumu.
Pri prvej schéme sa zvyčajne aplikuje na situáciu, keď je na doske viac žetónov.Tento druh schémy môže získať lepší výkon SI, nie je veľmi dobrý pre výkon EMI, hlavne musí byť riadený zapojením a ďalšími detailmi.Hlavná pozornosť: Zemná vrstva je umiestnená na spojovacej vrstve signálovej vrstvy s najhustejším signálom, čo je výhodné na absorpciu a potlačenie žiarenia;zväčšite plochu dosky tak, aby odrážala pravidlo 20H.
Pre druhé riešenie sa zvyčajne používa tam, kde je hustota čipu na doske dostatočne nízka a okolo čipu je dostatok priestoru (umiestnite požadovanú vrstvu výkonovej medi).V tejto schéme je vonkajšia vrstva PCB zemná vrstva a prostredné dve vrstvy sú signálne/výkonové vrstvy.Napájanie na signálovej vrstve je vedené širokým vedením, čo môže znížiť impedanciu napájacieho prúdu a impedanciu mikropáskovej cesty signálu a vyžarovanie signálu vnútornej vrstvy môže byť tiež nízke. tienené vonkajšou vrstvou.Z pohľadu kontroly EMI ide o najlepšiu dostupnú 4-vrstvovú štruktúru PCB.
Hlavná pozornosť: Vzdialenosť medzi strednými dvoma vrstvami signálnej a výkonovej zmiešavacej vrstvy by mala byť rozšírená a smer zapojenia by mal byť vertikálny, aby sa predišlo presluchom;plocha dosky by mala byť primerane kontrolovaná, aby odrážala pravidlo 20H;ak chcete ovládať impedanciu vodičov, vyššie uvedené riešenie by malo byť veľmi opatrné na smerovanie vodičov Usporiadané pod medeným ostrovčekom na napájanie a uzemnenie.Okrem toho by meď na napájacom zdroji alebo zemnej vrstve mala byť čo najviac prepojená, aby sa zabezpečila jednosmerná a nízkofrekvenčná konektivita.
Troj, šesťvrstvový laminát
Pre návrhy s vyššou hustotou čipov a vyššou frekvenciou hodín by sa mal zvážiť dizajn 6-vrstvovej dosky a odporúča sa metóda stohovania:
1. SIG – GND – SIG – PWR – GND – SIG;
Pre tento druh schémy môže tento druh laminovanej schémy získať lepšiu integritu signálu, signálová vrstva susedí so základnou vrstvou, výkonová vrstva a základná vrstva sú spárované, impedancia každej vrstvy vedenia môže byť lepšie kontrolovaná a dve Vrstva môže dobre absorbovať magnetické siločiary.A keď sú napájací zdroj a zemná vrstva neporušené, môže poskytnúť lepšiu spätnú cestu pre každú vrstvu signálu.
2. GND –SIG –GND –PWR –SIG –GND;
Pre tento druh schémy je tento druh schémy vhodný len v prípade, že hustota zariadenia nie je príliš vysoká, tento druh laminácie má všetky výhody hornej laminácie a základná rovina hornej a spodnej vrstvy je relatívne komplet, ktorý možno použiť ako lepšiu tieniacu vrstvu Na použitie.Je potrebné poznamenať, že výkonová vrstva by mala byť blízko k vrstve, ktorá nie je hlavným povrchom komponentu, pretože spodná rovina bude úplnejšia.Preto je výkon EMI lepší ako prvé riešenie.
Zhrnutie: Pre šesťvrstvovú schému dosky by sa mala vzdialenosť medzi napájacou vrstvou a zemnou vrstvou minimalizovať, aby sa dosiahlo dobré spojenie výkonu a zeme.Avšak aj keď je hrúbka dosky 62 mil a vzdialenosť medzi vrstvami je znížená, nie je ľahké ovládať veľmi malú vzdialenosť medzi hlavným zdrojom napájania a základnou vrstvou.Pri porovnaní prvej schémy s druhou schémou sa náklady na druhú schému výrazne zvýšia.Preto pri stohovaní zvyčajne volíme prvú možnosť.Pri navrhovaní dodržujte pravidlo 20H a návrh pravidla zrkadlovej vrstvy.
Štvor a osemvrstvové lamináty
1. Toto nie je dobrá metóda stohovania kvôli zlej elektromagnetickej absorpcii a veľkej impedancii napájacieho zdroja.Jeho štruktúra je nasledovná:
1. Povrch signálu 1, vrstva mikropáskového vodiča
2. Vnútorná vrstva vodičov s mikropáskovým signálom 2, lepšia vrstva vodičov (smer X)
3. Zem
4. Vrstva smerovania páskového vedenia signálu 3, lepšia vrstva smerovania (smer Y)
5. Vrstva smerovania signálu 4 páskových liniek
6.Napájanie
7. Vnútorná vrstva mikropáskového vodiča Signal 5
8. Signálna 6 mikropásiková stopová vrstva
2. Ide o variant tretieho spôsobu stohovania.Vďaka pridaniu referenčnej vrstvy má lepší výkon EMI a charakteristickú impedanciu každej signálovej vrstvy možno dobre ovládať
1. Povrch signálu 1, vrstva mikropáskového vedenia, dobrá vrstva vedenia
2. Pozemná vrstva, dobrá schopnosť absorpcie elektromagnetických vĺn
3. Vrstva smerovania páskového vedenia signálu 2, dobrá vrstva smerovania
4. Výkonová vrstva, ktorá tvorí vynikajúcu elektromagnetickú absorpciu so základnou vrstvou pod 5. Zemnou vrstvou
6. Vrstva smerovania páskového vedenia Signal 3, dobrá vrstva smerovania
7. Výkonová vrstva s veľkou impedanciou napájacieho zdroja
8.Vrstva vodičov Signal 4 mikropásiky, dobrá vrstva vodičov
3. Najlepšia metóda stohovania, vďaka použitiu viacerých pozemných referenčných rovín, má veľmi dobrú geomagnetickú absorpčnú kapacitu.
1. Povrch signálu 1, vrstva mikropáskového vedenia, dobrá vrstva vedenia
2. Pozemná vrstva, dobrá schopnosť absorpcie elektromagnetických vĺn
3. Vrstva smerovania páskového vedenia signálu 2, dobrá vrstva smerovania
4.Power power vrstva, ktorá tvorí vynikajúcu elektromagnetickú absorpciu so zemnou vrstvou pod 5.Ground zemnou vrstvou
6. Vrstva smerovania páskového vedenia Signal 3, dobrá vrstva smerovania
7. Pozemná vrstva, dobrá schopnosť absorpcie elektromagnetických vĺn
8.Vrstva vodičov Signal 4 mikropásiky, dobrá vrstva vodičov
Ako zvoliť, koľko vrstiev dosiek sa použije pri návrhu a ako ich naskladať, závisí od mnohých faktorov, ako je počet signálových sietí na doske, hustota zariadenia, hustota PIN, frekvencia signálu, veľkosť dosky a podobne.Pre tieto faktory musíme komplexne zvážiť.Pre siete s väčším počtom signálov, čím vyššia je hustota zariadenia, tým vyššia je hustota PIN a čím vyššia je frekvencia signálu, mal by sa čo najviac prijať dizajn viacvrstvovej dosky.Aby ste dosiahli dobrý výkon EMI, je najlepšie zabezpečiť, aby každá signálová vrstva mala svoju vlastnú referenčnú vrstvu.