Загалом, існує два основних правила для ламінованого дизайну:
1. Кожен шар трасування повинен мати суміжний опорний шар (джерело живлення або формація);
2. Сусідній основний силовий шар та земля повинні знаходитися на мінімальній відстані, щоб забезпечити велику ємність зв'язку;
Нижче наведено приклад двошарового або восьмишарового стеку:
Одностороння друкована плата та двостороння ламінована плата друкованої плати
Для двох шарів, оскільки їх кількість невелика, немає проблем з ламінуванням. Контроль електромагнітного випромінювання в основному враховується з точки зору проводки та схеми розташування;
Електромагнітна сумісність одношарових та двошарових пластин стає дедалі більш помітною. Основною причиною цього явища є занадто велика площа сигнального контуру, що не тільки створює сильне електромагнітне випромінювання, але й робить схему чутливою до зовнішніх перешкод. Найпростіший спосіб покращити електромагнітну сумісність лінії – зменшити площу контуру критичного сигналу.
Критичний сигнал: З точки зору електромагнітної сумісності, критичний сигнал головним чином стосується сигналу, який створює сильне випромінювання та є чутливим до зовнішнього світу. Сигнали, які можуть створювати сильне випромінювання, зазвичай є періодичними сигналами, такими як низькі сигнали тактових генераторів або адрес. Сигнали, чутливі до перешкод, – це сигнали з низькими рівнями аналогових сигналів.
Одношарові та двошарові пластини зазвичай використовуються в низькочастотних моделюваннях нижче 10 кГц:
1) Прокладіть силові кабелі радіально на одному шарі та мінімізуйте суму довжин ліній;
2) Під час прокладання проводу живлення та заземлення близько один до одного; прокладіть провід заземлення поблизу ключового сигнального проводу якомога ближче. Таким чином, утворюється менша площа петлі та зменшується чутливість диференціального випромінювання до зовнішніх перешкод. Коли провід заземлення додається поруч із сигнальним проводом, утворюється коло з найменшою площею, і сигнальний струм повинен проходити через це коло, а не через інший шлях заземлення.
3) Якщо це двошарова друкована плата, її можна розмістити на іншому боці плати, ближче до сигнальної лінії знизу, вздовж тканини сигнальної лінії прокласти заземлювальний провід якомога ширшої лінії. Отримана площа схеми дорівнює товщині плати, помноженій на довжину сигнальної лінії.
B. Ламінування чотирьох шарів
1. Сигн-земля (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. ЗЕМЛЯ-ЗАПАРАД(ЖИВЛЕННЯ)-ЗАПАРАД(ЖИВЛЕННЯ)-ЗЕМЛЯ;
Для обох цих ламінованих конструкцій потенційна проблема полягає в традиційній товщині пластини 1,6 мм (62 міл). Відстань між шарами стане великою, що не лише сприятиме керувальному імпедансу, міжшаровому зв'язку та екрануванню; Зокрема, велика відстань між шарами джерела живлення зменшує ємність пластин і не сприяє фільтрації шуму.
Перша схема зазвичай використовується у випадку великої кількості мікросхем на платі. Ця схема може забезпечити кращі показники SI, але показники EMI не такі високі, що головним чином контролюється проводкою та іншими деталями. Основна увага: Формування розміщено в сигнальному шарі найщільнішого сигнального шару, що сприяє поглинанню та придушенню випромінювання; Збільшення площі пластини для відображення правила 20H.
Друга схема зазвичай використовується там, де щільність мікросхем на платі достатньо низька, а навколо мікросхеми достатньо місця для розміщення необхідного мідного покриття живлення. У цій схемі зовнішній шар друкованої плати є повністю багатошаровим, а два середні шари - це сигнальний/живильний шар. Джерело живлення на сигнальному шарі прокладається широкою лінією, що може знизити імпеданс шляху струму джерела живлення, а також імпеданс сигнального мікросмужкового шляху, а також екранувати внутрішнє випромінювання сигналу через зовнішній шар. З точки зору контролю електромагнітних перешкод, це найкраща 4-шарова структура друкованої плати з усіх доступних.
Основна увага: два середні шари сигналу, інтервал між шарами змішування потужності має бути відкритим, напрямок лінії вертикальний, уникати перехресних перешкод; відповідна область панелі керування, що відповідає правилам 20H; якщо потрібно контролювати імпеданс проводів, дуже ретельно прокладіть дроти під мідними островами джерела живлення та заземлення. Крім того, джерело живлення або мідні прокладки повинні бути максимально з'єднані, щоб забезпечити з'єднання постійного струму та низьких частот.
C. Ламінування шести шарів пластин
Для проектування з високою щільністю кристалів та високою тактовою частотою слід розглянути конструкцію 6-шарової плати. Рекомендується метод ламінування:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
У цій схемі ламінування досягається добра цілісність сигналу, оскільки сигнальний шар прилягає до заземлювального шару, силовий шар пов'язаний із заземлюючим шаром, імпеданс кожного маршрутизуючого шару можна добре контролювати, і обидва шари можуть добре поглинати магнітні лінії. Крім того, це може забезпечити кращий зворотний шлях для кожного сигнального шару за умови повного живлення та формування.
2. ЗЕМЛЯ-ЗЕМЛЯ-ЗЕМЛЯ-ЖИВЛЕННЯ-ЗЕМЛЯ-ЗЕМЛЯ;
Для цієї схеми вона застосовується лише у випадку, коли щільність пристроїв не дуже висока. Цей шар має всі переваги верхнього шару, а площина заземлення верхнього та нижнього шарів є відносно повною, що може бути використано як кращий екрануючий шар. Важливо зазначити, що силовий шар повинен бути поблизу шару, який не є площиною основних компонентів, оскільки нижня площина буде більш повною. Таким чином, характеристики електромагнітних перешкод кращі, ніж у першій схемі.
Короткий зміст: Для схеми шестишарової плати відстань між шаром живлення та землею повинна бути мінімізована для отримання хорошого зв'язку живлення та землі. Однак, хоча товщина пластини 62 міл та відстань між шарами зменшені, все ще важко контролювати дуже малу відстань між основним джерелом живлення та шаром землі. Порівняно з першою та другою схемами, вартість другої схеми значно зростає. Тому ми зазвичай обираємо перший варіант під час об'єднання. Під час проектування дотримуйтесь правил 20H та правил дзеркального шару.
D.Ламінування восьми шарів
1. Через низьку електромагнітну поглинальну здатність та великий імпеданс потужності, це не є найкращим способом ламінування. Його структура така:
1. Сигнал 1 компонентна поверхня, шар мікросмужкової проводки
2. Сигнал 2 внутрішній шар мікросмужкової траси, хороший шар траси (напрямок X)
3. Земля
4. Шар трасування сигнальної 3-смугової лінії, хороший шар трасування (напрямок Y)
5. Шар прокладання кабелю Signal 4
6. Потужність
7. Внутрішній шар мікросмужкової проводки Signal 5
8. Signal 6 Мікросмужковий шар проводки
2. Це варіант третього режиму стекування. Завдяки додаванню опорного шару, він має кращі характеристики електромагнітних перешкод, а характеристичний імпеданс кожного сигнального шару можна добре контролювати.
1. Сигнал 1 компонентна поверхня, шар мікросмужкової проводки, хороший шар проводки
2. Ґрунтовий шар, хороша здатність поглинати електромагнітні хвилі
3. Шар трасування кабелів Signal 2. Хороший шар трасування кабелів
4. Силовий шар та наступні шари забезпечують чудове електромагнітне поглинання. 5. Наземний шар.
6. Шар прокладання кабелів Signal 3. Якісний шар прокладання кабелів
7. Формування потужності з великим опором потужності
8. Signal 4 Мікросмуговий кабельний шар. Якісний кабельний шар
3, Найкращий режим укладання, оскільки використання багатошарової опорної площини землі має дуже добру геомагнітну поглинальну здатність.
1. Сигнал 1 компонентна поверхня, шар мікросмужкової проводки, хороший шар проводки
2. Ґрунтовий шар, хороша здатність поглинати електромагнітні хвилі
3. Шар трасування кабелів Signal 2. Хороший шар трасування кабелів
4. Силовий шар та наступні шари забезпечують чудове електромагнітне поглинання. 5. Наземний шар.
6. Шар прокладання кабелів Signal 3. Якісний шар прокладання кабелів
7. Ґрунтовий шар, краща здатність поглинати електромагнітні хвилі
8. Signal 4 Мікросмуговий кабельний шар. Якісний кабельний шар
Вибір кількості шарів та способу їх використання залежить від кількості сигнальних мереж на платі, щільності розташування пристроїв, щільності розташування PIN-кодів, частоти сигналу, розміру плати та багатьох інших факторів. Нам потрібно враховувати ці фактори. Чим більше сигнальних мереж, тим вища щільність розташування пристрою, чим вища щільність розташування PIN-кодів, тим вищу частоту сигналу слід використовувати якомога частіше. Для хороших характеристик електромагнітних перешкод найкраще забезпечити, щоб кожен сигнальний шар мав свій власний опорний шар.
Час публікації: 26 червня 2023 р.
