Razumijete li dva pravila PCB laminiranog dizajna?
- 1. Svaki sloj za usmjeravanje mora imati susjedni referentni sloj (napajanje ili formacija);
- 2. Susedni glavni energetski sloj i uzemljenje treba držati na minimalnoj udaljenosti da bi se obezbedio veliki kapacitet spajanja;
Slijedi primjer dvoslojnog do osmoslojnog snopa:
- A. jednostrana PCB ploča i dvostrana PCB ploča laminirana
Za dva sloja, jer je broj slojeva mali, nema problema sa laminacijom.Kontrola EMI zračenja se uglavnom razmatra iz ožičenja i rasporeda;
Elektromagnetska kompatibilnost jednoslojnih i dvoslojnih ploča postaje sve istaknutija.Glavni razlog za ovu pojavu je prevelika površina signalne petlje, što ne samo da proizvodi jako elektromagnetno zračenje, već i čini kolo osjetljivim na vanjske smetnje.Najjednostavniji način da se poboljša elektromagnetska kompatibilnost linije je smanjenje područja petlje kritičnog signala.
Kritični signal: Iz perspektive elektromagnetne kompatibilnosti, kritični signal se uglavnom odnosi na signal koji proizvodi jako zračenje i koji je osjetljiv na vanjski svijet.Signali koji mogu proizvesti jako zračenje su obično periodični signali, kao što su niski signali satova ili adresa.Signali osjetljivi na smetnje su oni s niskim nivoom analognih signala.
Jednoslojne i dvoslojne ploče se obično koriste u dizajnu niskofrekventne simulacije ispod 10KHz:
1) Provedite strujne kablove na istom sloju radijalno i minimizirajte zbir dužina vodova;
2) Prilikom hodanja kabla za napajanje i uzemljenja, blizu jedan drugom;Postavite žicu za uzemljenje blizu signalne žice ključa što je bliže moguće.Tako se formira manja površina petlje i smanjuje se osjetljivost zračenja diferencijalnog moda na vanjske smetnje.Kada se žica za uzemljenje doda pored signalne žice, formira se kolo s najmanjom površinom, a struja signala mora biti usmjerena kroz ovo kolo, a ne drugi put uzemljenja.
3) Ako se radi o dvoslojnoj ploči, može biti na drugoj strani ploče, blizu signalne linije ispod, duž signalne linije tkati žica za uzemljenje, linija što je šira.Rezultirajuća površina kola jednaka je debljini ploče pomnoženoj s dužinom signalne linije.
- B. Laminacija od četiri sloja
1. Sig-gnd (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Za oba ova laminirana dizajna, potencijalni problem je sa tradicionalnom debljinom ploče od 1,6 mm (62 mil).Razmak između slojeva će postati veliki, ne samo pogodan za kontrolu impedancije, međuslojnog spajanja i zaštite;Konkretno, veliki razmak između slojeva napajanja smanjuje kapacitivnost ploče i ne pogoduje filtriranju buke.
Za prvu shemu, obično se koristi u slučaju velikog broja čipova na ploči.Ova šema može postići bolje SI performanse, ali EMI performanse nisu tako dobre, što se uglavnom kontroliše ožičenjem i drugim detaljima.Glavna pažnja: Formacija se nalazi u signalnom sloju najgušćeg signalnog sloja, pogodnog za apsorpciju i suzbijanje zračenja;Povećajte površinu ploče kako biste odražavali pravilo 20H.
Za drugu shemu, obično se koristi tamo gdje je gustina čipa na ploči dovoljno niska i postoji dovoljno prostora oko čipa za postavljanje bakrenog premaza potrebne snage.U ovoj šemi, vanjski sloj PCB-a je sav sloj, a srednja dva sloja su sloj signala/snage.Napajanje na sloju signala je usmjereno širokom linijom, što može učiniti impedansu putanje struje napajanja niskom, a impedansa mikrotrakaste staze signala je također niska, a također može zaštititi unutrašnje zračenje signala kroz vanjski sloj.Sa kontrolne tačke gledišta EMI, ovo je najbolja 4-slojna PCB struktura dostupna.
Glavna pažnja: srednja dva sloja signala, razmak između slojeva za miješanje snage treba otvoriti, smjer linije je okomit, izbjegavajte preslušavanje;Odgovarajuća oblast kontrolne table, koja odražava 20H pravila;Ako želite kontrolisati impedanciju žica, vrlo pažljivo položite žice ispod bakrenih ostrva napajanja i uzemljenja.Osim toga, napajanje ili polaganje bakra treba da budu međusobno povezani što je više moguće kako bi se osigurala DC i niskofrekventna povezanost.
- C. Laminacija šest slojeva ploča
Za dizajn velike gustine čipova i visoke frekvencije takta, treba razmotriti dizajn 6-slojne ploče.Metoda laminiranja se preporučuje:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Za ovu shemu, shema laminacije postiže dobar integritet signala, sa slojem signala u blizini sloja uzemljenja, slojem snage uparen sa slojem uzemljenja, impedancija svakog sloja za usmjeravanje može se dobro kontrolirati, a oba sloja mogu dobro apsorbirati magnetske linije .Osim toga, može osigurati bolju povratnu putanju za svaki sloj signala pod uvjetom potpunog napajanja i formiranja.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Za ovu shemu, ova shema se primjenjuje samo u slučaju kada gustina uređaja nije vrlo visoka.Ovaj sloj ima sve prednosti gornjeg sloja, a uzemljenje gornjeg i donjeg sloja je relativno kompletno, što se može koristiti kao bolji zaštitni sloj.Važno je napomenuti da bi sloj snage trebao biti blizu sloja koji nije ravan glavne komponente, jer će donja ravnina biti potpunija.Stoga su performanse EMI bolje od prve šeme.
Sažetak: Za šemu šestoslojne ploče, razmak između sloja snage i zemlje treba minimizirati kako bi se postigla dobra snaga i spoj uzemljenja.Međutim, iako su debljina ploče od 62 mil i razmak između slojeva smanjeni, i dalje je teško kontrolisati razmak između glavnog izvora energije i prizemnog sloja koji je vrlo mali.U poređenju sa prvom šemom i drugom šemom, cena druge šeme je znatno povećana.Stoga obično biramo prvu opciju kada slažemo.Tokom dizajna, pridržavajte se pravila 20H i pravila sloja zrcala.
- D. Laminacija od osam slojeva
1,Dzbog slabog kapaciteta elektromagnetne apsorpcije i velike impedancije snage, ovo nije dobar način laminacije.Njegova struktura je sljedeća:
1.Signal 1 komponentna površina, mikrotrakasta ožičenje sloj
2.Signal 2 interni mikrotrakasti sloj za usmjeravanje, dobar sloj usmjeravanja (X smjer)
3.Ground
4.Signal 3 trakaste linije za usmjeravanje sloja, dobar sloj usmjeravanja (Y smjer)
5.Signal 4 Sloj za usmjeravanje kablova
6.Snaga
7.Signal 5 interni mikrotrakasti sloj ožičenja
8.Signal 6 mikrotrakast sloj ožičenja
2. To je varijanta trećeg načina slaganja.Zbog dodavanja referentnog sloja, ima bolje EMI performanse, a karakteristična impedancija svakog sloja signala može se dobro kontrolirati
1.Signal 1 komponentna površina, mikrotrakasti sloj ožičenja, dobar sloj ožičenja
2.Ground stratum, dobra sposobnost apsorpcije elektromagnetnih valova
3.Signal 2 Sloj za usmjeravanje kablova.Dobar sloj za usmjeravanje kablova
4.Sloj snage i sljedeći slojevi čine odličnu elektromagnetnu apsorpciju 5.Glavni sloj
6.Signal 3 Sloj za usmjeravanje kablova.Dobar sloj za usmjeravanje kablova
7. Formiranje snage, sa velikom impedancijom snage
8.Signal 4 Microstrip kabelski sloj.Dobar sloj kablova
3,Tnajbolji način slaganja, jer korištenje višeslojne referentne ravni tla ima vrlo dobar kapacitet geomagnetne apsorpcije.
1.Signal 1 komponentna površina, mikrotrakasti sloj ožičenja, dobar sloj ožičenja
2.Ground stratum, dobra sposobnost apsorpcije elektromagnetnih valova
3.Signal 2 Sloj za usmjeravanje kablova.Dobar sloj za usmjeravanje kablova
4.Sloj snage i sljedeći slojevi čine odličnu elektromagnetnu apsorpciju 5.Glavni sloj
6.Signal 3 Sloj za usmjeravanje kablova.Dobar sloj za usmjeravanje kablova
7.Ground stratum, bolja sposobnost apsorpcije elektromagnetnih valova
8.Signal 4 Microstrip kabelski sloj.Dobar sloj kablova
Izbor koliko slojeva koristiti i kako koristiti slojeve ovisi o broju signalnih mreža na ploči, gustoći uređaja, gustoći PIN-a, frekvenciji signala, veličini ploče i mnogim drugim faktorima.Ove faktore moramo uzeti u obzir.Što je veći broj signalnih mreža, veća je gustina uređaja, veća je gustoća PIN-a, to je veća frekvencija dizajna signala što je više moguće.Za dobre EMI performanse najbolje je osigurati da svaki sloj signala ima svoj referentni sloj.
