PCB Stackup Design Method

Den laminerade designen överensstämmer huvudsakligen med två regler:

1. Varje ledningsskikt måste ha ett angränsande referensskikt (kraft eller marklager);
2. Det angränsande huvudkraftslagret och markskiktet bör hållas på ett minimalt avstånd för att ge större kopplingskapacitans;

 

Följande listar stacken från tvåskiktskort till åtta-lagers kort till exempel förklaring:

1. Ensidig PCB-kort och dubbelsidig PCB-kort

För tvåskiktskivor, på grund av det lilla antalet lager, finns det inte längre ett lamineringsproblem. Kontroll EMI -strålning beaktas huvudsakligen från ledningar och layout;

Den elektromagnetiska kompatibiliteten hos enskiktskivor och dubbelskiktskivor har blivit mer och mer framträdande. Det främsta skälet till detta fenomen är att signalslingan är för stor, vilket inte bara producerar stark elektromagnetisk strålning, utan också gör kretsen känslig för yttre störningar. För att förbättra kretsens elektromagnetiska kompatibilitet är det enklaste sättet att minska slingområdet för nyckelsignalen.

Nyckelsignal: Ur perspektivet av elektromagnetisk kompatibilitet hänvisar nyckelsignaler främst till signaler som ger stark strålning och signaler som är känsliga för omvärlden. Signalerna som kan generera stark strålning är i allmänhet periodiska signaler, såsom lågordningssignaler för klockor eller adresser. Signaler som är känsliga för störningar är analoga signaler med lägre nivåer.

Enstaka och dubbelskikts kort används vanligtvis i lågfrekventa analoga mönster under 10 kHz:

1) kraftspåren på samma skikt dirigeras radiellt, och linjens totala längd minimeras;

2) När de kör kraft- och marktrådarna bör de vara nära varandra; Placera en jordtråd bredvid nyckel signaltråden, och denna jordtråd ska vara så nära signaltråden som möjligt. På detta sätt bildas ett mindre slingområde och känsligheten för strålningslägesstrålning för yttre störningar reduceras. När en jordtråd läggs bredvid signaltråden bildas en slinga med det minsta området, och signalströmmen kommer definitivt att ta denna slinga istället för andra marktrådar.

3) Om det är ett dubbelskikts kretskort kan du lägga en jordtråd längs signallinjen på andra sidan kretskortet, omedelbart under signallinjen, och den första linjen bör vara så bred som möjligt. Loopområdet som bildas på detta sätt är lika med tjockleken på kretskortet multiplicerat med signallinjens längd.

 

Två och fyra-skiktslaminat

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

För ovanstående två laminerade mönster är det potentiella problemet för den traditionella 1,6 mm (62 miljoner) brädets tjocklek. Skiktavståndet blir mycket stort, vilket inte bara är ogynnsamt för att kontrollera impedans, mellanlagskoppling och skärmning; I synnerhet minskar det stora avståndet mellan kraftplanplan styrkapacitansen och bidrar inte till att filtrera brus.

För det första schemat tillämpas det vanligtvis på situationen där det finns fler chips på brädet. Den här typen av schema kan få bättre SI -prestanda, det är inte särskilt bra för EMI -prestanda, främst genom ledningarna och andra detaljer för att kontrollera. Huvuduppmärksamhet: Marklagret placeras på anslutningsskiktet på signalskiktet med den tätaste signalen, vilket är fördelaktigt för att absorbera och undertrycka strålning; Öka styrelsen för att återspegla 20h -regeln.

När det gäller den andra lösningen används den vanligtvis när chip -densiteten på brädet är tillräckligt låg och det finns tillräckligt med område runt chipet (placera det nödvändiga kraft kopparskiktet). I detta schema är det yttre skiktet på PCB markskiktet och de två mellersta skikten är signal/kraftskikt. Strömförsörjningen på signalskiktet dirigeras med en bred linje, vilket kan göra vägens impedans för strömförsörjningsströmmen låg, och impedansen för signalmikrostripbanan är också låg, och den inre skiktets signalstrålning kan också skyddas av det yttre skiktet. Ur EMI-kontrollens perspektiv är detta den bästa 4-lagers PCB-strukturen som finns tillgänglig.

Huvuduppmärksamhet: Avståndet mellan de två mellersta skikten av signal- och kraftblandningsskikt bör breddas, och ledningsriktningen bör vara vertikalt för att undvika övergång; Styrelseområdet bör kontrolleras på lämpligt sätt för att återspegla 20h -regeln; Om du vill kontrollera ledningsimpedansen bör ovanstående lösning vara mycket försiktig med att dirigera ledningarna som den är anordnad under kopparön för strömförsörjning och jordning. Dessutom bör koppar på strömförsörjningen eller markskiktet kopplas samman så mycket som möjligt för att säkerställa DC och lågfrekvent anslutning.

 

 

Tre laminat med sexskikt

För konstruktioner med högre chiptäthet och högre klockfrekvens bör en 6-lagers kortdesign övervägas och staplingsmetoden rekommenderas:

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

För denna typ av schema kan denna typ av laminerat schema få bättre signalintegritet, signalskiktet är intill markskiktet, kraftskiktet och markskiktet är parade, impedansen för varje ledningsskikt kan kontrolleras bättre och två kan stratum absorbera magnetfältlinjerna. Och när strömförsörjningen och marklagret är slutförda kan det ge en bättre returväg för varje signalskikt.

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

För denna typ av schema är denna typ av schema endast lämplig för situationen att enhetstätheten inte är särskilt hög, denna typ av laminering har alla fördelar med övre laminering, och markplanet för de övre och nedre skikten är relativt fullständig, som kan användas som en bättre sköldskikt att använda. Det bör noteras att kraftskiktet ska vara nära skiktet som inte är huvudkomponentytan, eftersom planet på bottenskiktet kommer att vara mer komplett. Därför är EMI -prestanda bättre än den första lösningen.

SAMMANFATTNING: För sexskikts kortschema bör avståndet mellan kraftskiktet och marklagret minimeras för att få god kraft och markkoppling. Även om tjockleken på brädet är 62 miljoner och skiktavståndet reduceras är det emellertid inte lätt att kontrollera avståndet mellan huvudströmförsörjningen och markskiktet för att vara litet. Jämförelse av det första schemat med det andra schemat kommer kostnaden för det andra schemat att öka kraftigt. Därför väljer vi vanligtvis det första alternativet vid stapling. Följ 20H -regeln och spegeln Regel Rule Design när du utformar.

Fyra och åtta skikt laminat

1. Detta är inte en bra staplingsmetod på grund av dålig elektromagnetisk absorption och stor kraftförsörjningsimpedans. Dess struktur är som följer:
1. Signal 1 komponentyta, mikrostrip -ledningsskikt
2. Signal 2 Internt mikrostrip -ledningsskikt, bättre ledningsskikt (x riktning)
3. jord
4. Signal 3 Stripline Routing Layer, Better Routing Layer (Y Direction)
5. Signal 4 stripline routinglager
6.skraft
7. Signal 5 Internt mikrostrip -ledningsskikt
8. Signal 6 Microstrip Trace Layer

2. Det är en variant av den tredje staplingsmetoden. På grund av tillägget av referensskiktet har det bättre EMI -prestanda, och den karakteristiska impedansen för varje signalskikt kan kontrolleras väl
1. Signal 1 komponentyta, mikrostrip -ledningsskikt, bra ledningsskikt
2. Markstratum, god elektromagnetisk vågsabsorptionsförmåga
3. Signal 2 stripline routingskikt, bra routingskikt
4. Kraftkraftslager, bildar utmärkt elektromagnetisk absorption med markskiktet under 5. Garklager
6. Signal 3 stripline routingskikt, bra routingskikt
7. Power Stratum, med stor kraftförsörjningsimpedans
8. Signal 4 mikrostrip ledningsskikt, bra ledningsskikt

3. Den bästa staplingsmetoden, på grund av användningen av multilager markreferensplan, har den mycket god geomagnetisk absorptionskapacitet.
1. Signal 1 komponentyta, mikrostrip -ledningsskikt, bra ledningsskikt
2. Markstratum, bättre elektromagnetisk vågsabsorptionsförmåga
3. Signal 2 stripline routingskikt, bra routingskikt
4. Kraftkraftslager, bildar utmärkt elektromagnetisk absorption med markskiktet under 5. Ground marklager
6. Signal 3 stripline routingskikt, bra routingskikt
7. Markstratum, bättre elektromagnetisk vågsabsorptionsförmåga
8. Signal 4 mikrostrip ledningsskikt, bra ledningsskikt

Hur man väljer hur många lager av kort som används i designen och hur man staplar dem beror på många faktorer som antalet signalnätverk på kortet, enhetstäthet, stiftdensitet, signalfrekvens, kortstorlek och så vidare. Vi måste överväga dessa faktorer på ett omfattande sätt. För ju mer signalnätverk, ju högre enhetstäthet, desto högre stiftdensitet och ju högre signalfrekvensen, bör flerskiktskortdesignen antas så mycket som möjligt. För att få bra EMI -prestanda är det bäst att se till att varje signalskikt har sitt eget referenslager.


TOP