Obecně platí pro laminovaný design dvě hlavní pravidla:
1. Každá vrstva směrování musí mít sousední referenční vrstvu (napájecí zdroj nebo formace);
2. Sousední hlavní výkonová vrstva a zem by měly být udržovány v minimální vzdálenosti, aby byla zajištěna velká vazební kapacita;
Následuje příklad dvouvrstvého až osmivrstvého zásobníku:
A.jednostranná deska PCB a oboustranná deska PCB laminovaná
Pro dvě vrstvy, protože počet vrstev je malý, není problém s laminací.Řízení EMI záření se bere v úvahu především z elektroinstalace a uspořádání;
Elektromagnetická kompatibilita jednovrstvých a dvouvrstvých desek je stále výraznější.Hlavním důvodem tohoto jevu je příliš velká plocha signálové smyčky, která nejen produkuje silné elektromagnetické záření, ale také činí obvod citlivý na vnější rušení.Nejjednodušší způsob, jak zlepšit elektromagnetickou kompatibilitu vedení, je zmenšit oblast smyčky kritického signálu.
Kritický signál: Z hlediska elektromagnetické kompatibility se kritický signál týká především signálu, který produkuje silné záření a je citlivý na vnější svět.Signály, které mohou produkovat silné záření, jsou obvykle periodické signály, jako jsou nízké signály hodin nebo adres.Signály citlivé na rušení jsou signály s nízkou úrovní analogových signálů.
Jedno a dvouvrstvé desky se obvykle používají v nízkofrekvenčních simulačních návrzích pod 10 kHz:
1) Veďte silové kabely ve stejné vrstvě radiálním způsobem a minimalizujte součet délek vedení;
2) Při procházení napájecího a zemnicího vodiče blízko sebe;Položte zemnící vodič blízko signálního vodiče klíče co nejblíže.Tím se vytvoří menší plocha smyčky a sníží se citlivost vyzařování diferenciálního módu na vnější rušení.Když se k signálnímu drátu přidá zemnící vodič, vytvoří se obvod s nejmenší plochou a signálový proud musí být veden tímto obvodem spíše než druhou zemnící cestou.
3)Pokud se jedná o dvouvrstvou desku s plošnými spoji, může to být na druhé straně desky s plošnými spoji, v blízkosti signálního vedení níže, podél plátna signálního vedení zemnící vodič, vedení co nejširší.Výsledná plocha obvodu se rovná tloušťce desky plošných spojů vynásobené délkou signálového vedení.
B. Laminace čtyř vrstev
1. Sig-gnd (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
U obou těchto laminovaných provedení je potenciální problém s tradiční tloušťkou desky 1,6 mm (62 mil).Rozteč vrstev se zvětší, což povede nejen ke kontrole impedance, mezivrstvové vazbě a stínění;Zejména velký rozestup mezi vrstvami napájecího zdroje snižuje kapacitu desky a nezpůsobuje filtrování šumu.
U prvního schématu se obvykle používá v případě velkého počtu čipů na desce.Toto schéma může získat lepší výkon SI, ale výkon EMI není tak dobrý, což je řízeno hlavně kabeláží a dalšími detaily.Hlavní pozornost: Formace je umístěna v signální vrstvě nejhustší signálové vrstvy, což přispívá k absorpci a potlačení záření;Zvětšete plochu destičky tak, aby odpovídala pravidlu 20H.
U druhého schématu se obvykle používá tam, kde je hustota čipu na desce dostatečně nízká a kolem čipu je dostatečná plocha pro umístění požadovaného výkonového měděného povlaku.V tomto schématu je vnější vrstva PCB celá vrstva a prostřední dvě vrstvy jsou signálová/výkonová vrstva.Napájecí zdroj na signálové vrstvě je veden širokým vedením, které může snížit impedanci napájecího proudu a impedanci signálové mikropáskové cesty je také nízká a může také odstínit vnitřní vyzařování signálu přes vnější vrstva.Z hlediska kontroly EMI se jedná o nejlepší dostupnou 4vrstvou strukturu PCB.
hlavní pozornost: prostřední dvě vrstvy signálu, mezery mezi směšovacími vrstvami by měly být otevřeny, směr vedení je vertikální, zabraňte přeslechům;Vhodná oblast ovládacího panelu, odrážející pravidla 20H;Pokud má být řízena impedance vodičů, velmi opatrně položte vodiče pod měděné ostrůvky zdroje a zem.Kromě toho by měl být napájecí zdroj nebo pokládka mědi co nejvíce propojeny, aby byla zajištěna stejnosměrná a nízkofrekvenční konektivita.
C.Laminace šesti vrstev desek
Pro návrh s vysokou hustotou čipů a vysokou taktovací frekvencí je třeba zvážit návrh 6vrstvé desky.Doporučuje se metoda laminace:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Pro toto schéma schéma laminace dosahuje dobré integrity signálu, přičemž signálová vrstva sousedí se zemnící vrstvou, výkonová vrstva je spárována se zemnící vrstvou, impedance každé směrovací vrstvy může být dobře řízena a obě vrstvy mohou dobře absorbovat magnetické linky .Kromě toho může poskytnout lepší zpětnou cestu pro každou vrstvu signálu za podmínky úplného napájení a vytvoření.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Pro toto schéma se toto schéma vztahuje pouze na případ, kdy hustota zařízení není příliš vysoká.Tato vrstva má všechny výhody horní vrstvy a základní rovina horní a spodní vrstvy je relativně úplná, což lze použít jako lepší stínící vrstvu.Je důležité poznamenat, že výkonová vrstva by měla být blízko vrstvy, která není rovinou hlavní součásti, protože spodní rovina bude úplnější.Proto je výkon EMI lepší než u prvního schématu.
Shrnutí: U schématu šestivrstvé desky by měla být vzdálenost mezi vrstvou napájení a zemí minimalizována, aby se dosáhlo dobré vazby výkonu a země.I když je tloušťka desky 62 mil a vzdálenost mezi vrstvami snížena, je stále obtížné řídit velmi malou vzdálenost mezi hlavním zdrojem energie a základní vrstvou.Ve srovnání s prvním a druhým schématem jsou náklady na druhé schéma výrazně vyšší.Při skládání proto většinou volíme první možnost.Během návrhu dodržujte pravidla 20H a pravidla zrcadlové vrstvy.
D.Laminace osmi vrstev
1, Vzhledem ke špatné elektromagnetické absorpční kapacitě a velké výkonové impedanci to není dobrý způsob laminace.Jeho struktura je následující:
1. Povrch signálu 1, vrstva mikropáskového vodiče
2. Vnitřní směrovací vrstva pro mikropásky Signal 2, dobrá směrovací vrstva (směr X)
3.Pozemní
4. Směrovací vrstva signálu 3 Strip Line, dobrá vrstva směrování (směr Y)
5.Signal 4 Vrstva vedení kabelů
6. Výkon
7. Vnitřní mikropásková elektroinstalační vrstva Signal 5
8. Signál 6 Mikropásková elektroinstalační vrstva
2. Je to varianta třetího režimu stohování.Díky přidání referenční vrstvy má lepší výkon EMI a charakteristickou impedanci každé signálové vrstvy lze dobře ovládat
1. Povrch signálu 1, mikropásková elektroinstalační vrstva, dobrá elektroinstalační vrstva
2. Zemní vrstva, dobrá schopnost absorpce elektromagnetických vln
3.Signal 2 Vrstva vedení kabelů.Dobrá vrstva vedení kabelů
4. Výkonová vrstva a následující vrstvy tvoří vynikající elektromagnetickou absorpci. 5. Zemní vrstva
6.Signal 3 Vrstva vedení kabelů.Dobrá vrstva vedení kabelů
7. Tvorba výkonu s velkou výkonovou impedancí
8. Vrstva mikropáskového kabelu Signal 4.Dobrá vrstva kabelu
3, Nejlepší režim stohování, protože použití vícevrstvé pozemní referenční roviny má velmi dobrou geomagnetickou absorpční kapacitu.
1. Povrch signálu 1, mikropásková elektroinstalační vrstva, dobrá elektroinstalační vrstva
2. Zemní vrstva, dobrá schopnost absorpce elektromagnetických vln
3.Signal 2 Vrstva vedení kabelů.Dobrá vrstva vedení kabelů
4. Výkonová vrstva a následující vrstvy tvoří vynikající elektromagnetickou absorpci. 5. Zemní vrstva
6.Signal 3 Vrstva vedení kabelů.Dobrá vrstva vedení kabelů
7. Zemní vrstva, lepší schopnost absorpce elektromagnetických vln
8. Vrstva mikropáskového kabelu Signal 4.Dobrá vrstva kabelu
Volba toho, kolik vrstev použít a jak vrstvy použít, závisí na počtu signálových sítí na desce, hustotě zařízení, hustotě PIN, frekvenci signálu, velikosti desky a mnoha dalších faktorech.Tyto faktory musíme vzít v úvahu.Čím větší je počet signálových sítí, tím vyšší je hustota zařízení, čím vyšší je hustota PIN, tím vyšší je frekvence návrhu signálu, pokud je to možné.Pro dobrý výkon EMI je nejlepší zajistit, aby každá signálová vrstva měla svou vlastní referenční vrstvu.
Čas odeslání: 26. června 2023