Lamine tasarım esas olarak iki kurala uyar:
1. Her kablolama katmanının bitişik bir referans katmanı (güç veya topraklama katmanı) olması gerekir;
2. Daha büyük bağlantı kapasitansı sağlamak için bitişik ana güç katmanı ve toprak katmanı minimum mesafede tutulmalıdır;
Aşağıda örnek açıklama için iki katmanlı karttan sekiz katmanlı karta kadar olan yığın listelenmektedir:
1. Tek taraflı PCB kartının ve çift taraflı PCB kartının istiflenmesi
İki katmanlı levhalarda katman sayısının az olması nedeniyle laminasyon sorunu artık ortadan kalkıyor. EMI radyasyonunun kontrolü esas olarak kablolama ve yerleşimden dikkate alınır;
Tek katmanlı levhaların ve çift katmanlı levhaların elektromanyetik uyumluluğu giderek daha fazla öne çıkıyor. Bu olgunun ana nedeni, sinyal döngü alanının çok büyük olmasıdır; bu sadece güçlü elektromanyetik radyasyon üretmekle kalmaz, aynı zamanda devreyi dış parazitlere karşı duyarlı hale getirir. Devrenin elektromanyetik uyumluluğunu arttırmanın en kolay yolu anahtar sinyalin döngü alanını azaltmaktır.
Anahtar sinyal: Elektromanyetik uyumluluk açısından bakıldığında, anahtar sinyaller esas olarak güçlü radyasyon üreten sinyaller ve dış dünyaya duyarlı sinyaller anlamına gelir. Güçlü radyasyon üretebilen sinyaller genellikle saatlerin veya adreslerin düşük dereceli sinyalleri gibi periyodik sinyallerdir. Parazite duyarlı sinyaller, daha düşük seviyeli analog sinyallerdir.
Tek ve çift katmanlı kartlar genellikle 10KHz'in altındaki düşük frekanslı analog tasarımlarda kullanılır:
1) Aynı katmandaki güç hatları radyal olarak yönlendirilir ve hatların toplam uzunluğu en aza indirilir;
2) Güç ve topraklama kablolarını çalıştırırken birbirlerine yakın olmalıdırlar; anahtar sinyal kablosunun yanına bir topraklama kablosu yerleştirin ve bu topraklama kablosu, sinyal kablosuna mümkün olduğu kadar yakın olmalıdır. Bu şekilde daha küçük bir döngü alanı oluşturularak diferansiyel modlu radyasyonun dış girişime duyarlılığı azaltılır. Sinyal kablosunun yanına topraklama kablosu eklendiğinde en küçük alana sahip bir döngü oluşturulur. Sinyal akımı diğer topraklama kabloları yerine kesinlikle bu döngüyü alacaktır.
3) Çift katmanlı bir devre kartı ise, devre kartının diğer tarafındaki sinyal hattı boyunca, sinyal hattının hemen altına bir topraklama kablosu döşeyebilirsiniz ve ilk hat mümkün olduğu kadar geniş olmalıdır. Bu şekilde oluşturulan döngü alanı, devre kartının kalınlığı ile sinyal hattının uzunluğunun çarpımına eşittir.
İki ve dört katmanlı laminatlar
1. SIG－GND(PWR)－PWR (GND)－SIG;
2. GND—SIG(PWR)—SIG(PWR)—GND;
Yukarıdaki iki lamine tasarım için potansiyel sorun, geleneksel 1,6 mm (62 mil) levha kalınlığından kaynaklanmaktadır. Katman aralığı çok genişleyecektir; bu yalnızca empedansın, katmanlar arası bağlantının ve korumanın kontrol edilmesi için elverişsiz olmakla kalmayacak; özellikle güç topraklama düzlemleri arasındaki geniş aralık, kartın kapasitansını azaltır ve gürültünün filtrelenmesine yardımcı olmaz.
İlk şema genellikle tahtada daha fazla çipin olduğu duruma uygulanır. Bu tür bir şema daha iyi SI performansı elde edebilir, EMI performansı için pek iyi değildir, esas olarak kablolama ve diğer ayrıntılarla kontrol edilmelidir. Ana dikkat: Zemin katmanı, sinyal katmanının en yoğun sinyale sahip bağlantı katmanına yerleştirilir; bu, radyasyonu emmek ve bastırmak için faydalıdır; 20H kuralını yansıtacak şekilde tahtanın alanını artırın.
İkinci çözüm için genellikle kart üzerindeki çip yoğunluğunun yeterince düşük olduğu ve çipin etrafında yeterli alanın olduğu durumlarda kullanılır (gerekli güçte bakır katmanını yerleştirin). Bu şemada PCB'nin dış katmanı toprak katmanıdır ve ortadaki iki katman sinyal/güç katmanlarıdır. Sinyal katmanındaki güç kaynağı, güç kaynağı akımının yol empedansını düşük hale getirebilen geniş bir hat ile yönlendirilir ve sinyal mikroşerit yolunun empedansı da düşüktür ve iç katmanın sinyal radyasyonu da olabilir. dış katman tarafından korunmaktadır. EMI kontrolü açısından bakıldığında bu, mevcut en iyi 4 katmanlı PCB yapısıdır.
Ana dikkat: Sinyal ve güç karıştırma katmanlarının ortadaki iki katmanı arasındaki mesafe genişletilmeli ve karışmayı önlemek için kablolama yönü dikey olmalıdır; board alanı 20H kuralını yansıtacak şekilde uygun şekilde kontrol edilmelidir; Kablo empedansını kontrol etmek istiyorsanız, yukarıdaki çözüm, güç ve topraklama için bakır adanın altına yerleştirilen kabloları yönlendirirken çok dikkatli olmanız gerekir. Ayrıca DC ve düşük frekans bağlantısını sağlamak için güç kaynağı veya toprak katmanındaki bakırın mümkün olduğunca birbirine bağlanması gerekir.
Üç, altı katmanlı laminat
Daha yüksek çip yoğunluğuna ve daha yüksek saat frekansına sahip tasarımlar için 6 katmanlı bir kart tasarımı dikkate alınmalı ve istifleme yöntemi önerilmektedir:
1. SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Bu tür bir şema için, bu tür katmanlı şema daha iyi sinyal bütünlüğü elde edebilir, sinyal katmanı toprak katmanına bitişiktir, güç katmanı ve toprak katmanı eşleştirilir, her bir kablolama katmanının empedansı daha iyi kontrol edilebilir ve iki Tabaka manyetik alan çizgilerini iyi emebilir. Güç kaynağı ve toprak katmanı sağlam olduğunda, her sinyal katmanı için daha iyi bir dönüş yolu sağlayabilir.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Bu tür bir şema için, bu tür bir şema yalnızca cihaz yoğunluğunun çok yüksek olmadığı, bu tür bir laminasyonun üst laminasyonun tüm avantajlarına sahip olduğu ve üst ve alt katmanların zemin düzleminin nispeten olduğu durumlar için uygundur. Daha iyi bir koruma katmanı olarak kullanılabilen tamamlanmış. Alt düzlem daha eksiksiz olacağından, güç katmanının ana bileşen yüzeyi olmayan katmana yakın olması gerektiğine dikkat edilmelidir. Bu nedenle EMI performansı ilk çözüme göre daha iyidir.
Özet: Altı katmanlı kart şeması için, iyi güç ve toprak bağlantısı elde etmek için güç katmanı ile zemin katmanı arasındaki mesafenin en aza indirilmesi gerekir. Ancak panelin kalınlığı 62mil olmasına ve katman aralıkları azaltılmış olmasına rağmen, ana güç kaynağı ile zemin katmanı arasındaki boşluğun çok küçük olmasını kontrol etmek kolay değildir. Birinci şema ile ikinci şema karşılaştırıldığında ikinci programın maliyeti büyük ölçüde artacaktır. Bu nedenle istiflerken genellikle ilk seçeneği seçiyoruz. Tasarım yaparken 20H kuralını ve ayna katmanı kural tasarımını takip edin.
Dört ve sekiz katmanlı laminatlar
1. Zayıf elektromanyetik emilim ve büyük güç kaynağı empedansı nedeniyle bu iyi bir istifleme yöntemi değildir. Yapısı aşağıdaki gibidir:
1.Sinyal 1 bileşenli yüzey, mikroşerit kablolama katmanı
2. Sinyal 2 dahili mikroşerit kablolama katmanı, daha iyi kablolama katmanı (X yönü)
3.Zemin
4. Signal 3 şeritli yönlendirme katmanı, daha iyi yönlendirme katmanı (Y yönü)
5.Signal 4 şeritli yönlendirme katmanı
6.Güç
7. Sinyal 5 dahili mikroşerit kablolama katmanı
8.Signal 6 mikroşerit iz katmanı
2. Üçüncü istifleme yönteminin bir çeşididir. Referans katmanının eklenmesi nedeniyle daha iyi EMI performansına sahiptir ve her sinyal katmanının karakteristik empedansı iyi bir şekilde kontrol edilebilir.
1.Signal 1 bileşenli yüzey, mikroşerit kablolama katmanı, iyi kablolama katmanı
2. Zemin tabakası, iyi elektromanyetik dalga emme yeteneği
3. Signal 2 şeritli yönlendirme katmanı, iyi yönlendirme katmanı
4. Güç güç katmanı, altındaki zemin katmanıyla mükemmel elektromanyetik emilim oluşturur. 5. Zemin katmanı
6.Signal 3 şeritli yönlendirme katmanı, iyi yönlendirme katmanı
7. Büyük güç kaynağı empedansına sahip güç katmanı
8.Signal 4 mikroşerit kablolama katmanı, iyi kablolama katmanı
3. En iyi istifleme yöntemi, çoklu yer referans düzlemlerinin kullanılması nedeniyle çok iyi jeomanyetik soğurma kapasitesine sahiptir.
1.Signal 1 bileşenli yüzey, mikroşerit kablolama katmanı, iyi kablolama katmanı
2. Zemin tabakası, iyi elektromanyetik dalga emme yeteneği
3. Signal 2 şeritli yönlendirme katmanı, iyi yönlendirme katmanı
4.Güç güç katmanı, zemin katmanının altındaki zemin katmanıyla mükemmel elektromanyetik emilim oluşturur.
6.Signal 3 şeritli yönlendirme katmanı, iyi yönlendirme katmanı
7. Zemin tabakası, iyi elektromanyetik dalga emme yeteneği
8.Signal 4 mikroşerit kablolama katmanı, iyi kablolama katmanı
Tasarımda kaç kart katmanı kullanılacağının nasıl seçileceği ve bunların nasıl istifleneceği, karttaki sinyal ağlarının sayısı, cihaz yoğunluğu, PIN yoğunluğu, sinyal frekansı, kart boyutu vb. gibi birçok faktöre bağlıdır. Bu faktörleri kapsamlı bir şekilde ele almalıyız. Daha fazla sinyal ağı için, cihaz yoğunluğu ne kadar yüksek olursa, PIN yoğunluğu ve sinyal frekansı da o kadar yüksek olur, mümkün olduğunca çok katmanlı kart tasarımı benimsenmelidir. İyi bir EMI performansı elde etmek için her sinyal katmanının kendi referans katmanına sahip olmasını sağlamak en iyisidir.