Взагалі, для ламінованого дизайну існує два основних правила:
1. Кожен рівень маршрутизації повинен мати суміжний опорний рівень (живлення або формування);
2. Сусідний основний шар живлення та земля повинні бути на мінімальній відстані, щоб забезпечити велику ємність зв’язку;
Нижче наведено приклад стека від двох до восьми шарів:
A. одностороння друкована плата та двостороння ламінована плата друкованої плати
Для двох шарів, оскільки кількість шарів невелика, немає проблеми з ламінуванням.Контроль електромагнітного випромінювання в основному розглядається з проводки та макета;
Електромагнітна сумісність одношарових і двошарових пластин стає все більш помітною.Основною причиною цього явища є надто 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 петлі критичного сигналу.
Критичний сигнал: з точки зору електромагнітної сумісності, критичний сигнал в основному відноситься до сигналу, який створює сильне випромінювання та чутливий до зовнішнього світу.Сигнали, які можуть створювати сильне випромінювання, зазвичай є періодичними сигналами, такими як низькі сигнали годинника або адреси.Чутливими до перешкод є сигнали з низькими рівнями аналогових сигналів.
Одношарові та двошарові пластини зазвичай використовуються в конструкціях низькочастотного моделювання нижче 10 кГц:
1) Прокладайте кабелі живлення на одному шарі радіально та мінімізуйте суму довжин ліній;
2) Під час ходьби джерело живлення та дріт заземлення, близько один до одного;Прокладіть дріт заземлення біля сигнального дроту ключа якомога ближче.Таким чином, формується менша площа петлі і знижується чутливість випромінювання диференціальної моди до зовнішніх перешкод.Коли поруч із сигнальним проводом додається дріт заземлення, утворюється ланцюг із найменшою площею, і струм сигналу має проходити через це коло, а не через інший шлях заземлення.
3) Якщо це двошарова друкована плата, вона може бути з іншого боку друкованої плати, близько до сигнальної лінії внизу, вздовж сигнальної лінії протягніть дріт заземлення, лінію якомога ширшу.Отримана площа схеми дорівнює товщині друкованої плати, помноженій на довжину сигнальної лінії.
B. Ламінування чотирьох шарів
1. Sig-gnd (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Для обох цих ламінованих конструкцій потенційна проблема полягає в традиційній товщині пластини 1,6 мм (62 mil).Відстань між шарами стане великою, що сприятиме не тільки контролю імпедансу, міжшаровому зв’язку та екрануванню;Зокрема, велика відстань між шарами джерела живлення зменшує ємність пластини та не сприяє фільтрації шуму.
Для першої схеми зазвичай використовується в разі великої кількості мікросхем на платі.Ця схема може отримати кращу продуктивність SI, але продуктивність EMI не така хороша, що в основному контролюється проводкою та іншими деталями.Основна увага: Формування розміщено в сигнальному шарі найбільш щільного сигнального шару, сприятливого для поглинання та придушення випромінювання;Збільште площу пластини, щоб відобразити правило 20H.
Друга схема зазвичай використовується там, де щільність мікросхеми на платі досить низька, а навколо мікросхеми є достатня площа для розміщення необхідного потужного мідного покриття.У цій схемі зовнішній шар друкованої плати є шаром, а два середніх шару є рівнем сигналу/потужності.Джерело живлення на сигнальному рівні прокладається широкою лінією, що може зробити низьким імпеданс шляху джерела живлення, а також низький опір мікросмужкового тракту сигналу, а також може екранувати внутрішнє випромінювання сигналу через зовнішнє шар.З точки зору контролю електромагнітних перешкод, це найкраща доступна 4-шарова структура друкованої плати.
Основна увага: два середніх шари сигналу, відстань між шарами змішування потужності повинні бути відкритими, напрямок лінії вертикальний, уникайте перехресних перешкод;Відповідна зона панелі керування, що відображає правила 20H;Якщо імпеданс проводів потрібно контролювати, дуже обережно прокладіть дроти під мідними острівцями джерела живлення та заземлення.Крім того, джерело живлення або прокладка міді повинні бути максимально пов’язані між собою, щоб забезпечити з’єднання постійного струму та низьких частот.
C. Ламінування шести шарів плит
Для розробки високої щільності мікросхем і високої тактової частоти слід розглянути дизайн 6-шарової плати.Рекомендований спосіб ламінування:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Для цієї схеми схема ламінування забезпечує хорошу цілісність сигналу, коли сигнальний шар прилягає до шару заземлення, шар живлення поєднаний із шаром заземлення, імпеданс кожного шару маршрутизації можна добре контролювати, і обидва шари можуть добре поглинати магнітні лінії .Крім того, він може забезпечити кращий зворотний шлях для кожного рівня сигналу за умови повного живлення та формування.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Для цієї схеми ця схема застосовується лише у випадку, коли щільність пристроїв не дуже висока.Цей шар має всі переваги верхнього шару, а площина заземлення верхнього та нижнього шару є відносно повною, що може використовуватися як кращий екрануючий шар.Важливо відзначити, що рівень потужності має бути поруч із шаром, який не є площиною основного компонента, оскільки нижня площина буде більш повною.Тому продуктивність EMI краща, ніж у першій схемі.
Резюме: для схеми шестишарової плати відстань між силовим шаром і землею має бути мінімізована для отримання хорошого зв’язку потужності та землі.Однак, незважаючи на те, що товщина пластини 62 mil і відстань між шарами зменшені, все ще важко контролювати дуже малу відстань між основним джерелом живлення та шаром землі.У порівнянні з першою схемою і другою схемою вартість другої схеми значно зросла.Тому при укладанні ми зазвичай вибираємо перший варіант.Під час проектування дотримуйтеся правил 20H і правил дзеркального шару.
D. Ламінація з восьми шарів
1. Через низьку здатність до електромагнітного поглинання та великий опір потужності це не дуже хороший спосіб ламінування.Його структура така:
1.Поверхня компонента Signal 1, шар мікросмужкової проводки
2. Внутрішній мікросмужковий шар маршрутизації сигналу 2, хороший шар маршрутизації (напрямок X)
3.Грунт
4.Сигнальний 3-полосковий шар маршрутизації, хороший шар маршрутизації (напрямок Y)
5.Сигнал 4 Рівень маршрутизації кабелю
6.Потужність
7. Внутрішній мікросмужковий шар проводки сигналу 5
8.Сигнал 6 Мікросмужковий шар проводки
2. Варіант третього режиму укладання.Завдяки додаванню опорного шару він має кращі характеристики електромагнітних перешкод, а характеристичний опір кожного шару сигналу можна добре контролювати
1.Поверхня компонента Signal 1, шар мікросмужкової проводки, хороший шар проводки
2.Наземний шар, хороша здатність поглинання електромагнітних хвиль
3.Сигнал 2 Рівень маршрутизації кабелю.Хороший шар прокладання кабелю
4.Потужний шар і наступні шари становлять відмінне електромагнітне поглинання 5.Наземний шар
6. Сигнал 3 Рівень маршрутизації кабелю.Хороший шар прокладання кабелю
7. Формування потужності з великим опором потужності
8. Мікросмужковий шар кабелю Signal 4.Хороший кабельний шар
3, найкращий режим укладання, оскільки використання багатошарової базової площини має дуже хорошу здатність геомагнітного поглинання.
1.Поверхня компонента Signal 1, шар мікросмужкової проводки, хороший шар проводки
2.Наземний шар, хороша здатність поглинання електромагнітних хвиль
3.Сигнал 2 Рівень маршрутизації кабелю.Хороший шар прокладання кабелю
4.Потужний шар і наступні шари становлять відмінне електромагнітне поглинання 5.Наземний шар
6. Сигнал 3 Рівень маршрутизації кабелю.Хороший шар прокладання кабелю
7.Наземний шар, краща здатність поглинання електромагнітних хвиль
8. Мікросмужковий шар кабелю Signal 4.Хороший кабельний шар
Вибір кількості та способу використання шарів залежить від кількості сигнальних мереж на платі, щільності пристроїв, щільності PIN-коду, частоти сигналу, розміру плати та багатьох інших факторів.Нам потрібно враховувати ці фактори.Чим більше кількість сигнальних мереж, тим вища щільність пристрою, чим вища щільність PIN-коду, тим вище частота сигналу повинна бути прийнята, наскільки це можливо.Для хорошої ефективності електромагнітних перешкод найкраще переконатися, що кожен рівень сигналу має власний опорний рівень.
Час публікації: 26 червня 2023 р