Općenito, postoje dva glavna pravila za laminirani dizajn:
1. Svaki sloj usmjeravanja mora imati susjedni referentni sloj (napajanje ili formacija);
2. Susjedni glavni sloj napajanja i tlo trebaju biti na minimalnoj udaljenosti kako bi se osigurala velika kapacitivnost sprege;
Slijedeći je primjer dvoslojnog do osmoslojnog sloja:
A. jednostrana PCB ploča i dvostrana PCB ploča laminirana
Za dva sloja, budući da je broj slojeva mali, nema problema s laminacijom. Kontrola EMI zračenja se uglavnom uzima u obzir na osnovu ožičenja i rasporeda;
Elektromagnetna kompatibilnost jednoslojnih i dvoslojnih ploča postaje sve izraženija. 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 za poboljšanje elektromagnetne kompatibilnosti linije je smanjenje površine petlje kritičnog signala.
Kritični signal: Sa stanovišta elektromagnetne kompatibilnosti, kritični signal se uglavnom odnosi na signal koji proizvodi jako zračenje i osjetljiv je na vanjski svijet. Signali koji mogu proizvesti jako zračenje obično su periodični signali, kao što su niski signali taktova ili adresa. Signali osjetljivi na interferenciju su oni s niskim nivoima analognih signala.
Jednoslojne i dvoslojne ploče se obično koriste u dizajnima simulacija niskih frekvencija ispod 10KHz:
1) Postavite kablove za napajanje radijalno na istom sloju i minimizirajte zbir dužina vodova;
2) Prilikom postavljanja žice za napajanje i uzemljenje, blizu jedna drugoj; Položite žicu za uzemljenje blizu žice ključnog signala što je moguće bliže. Na taj način se formira manja površina petlje i smanjuje osjetljivost diferencijalnog zračenja na vanjske smetnje. Kada se žica za uzemljenje doda pored signalne žice, formira se strujno kolo sa najmanjom površinom, a struja signala mora biti usmjerena kroz ovo strujno kolo, a ne kroz drugu putanju uzemljenja.
3) Ako se radi o dvoslojnoj ploči, ona može biti na drugoj strani ploče, blizu signalne linije ispod, duž signalne linije postavljena je žica za uzemljenje, linija što je moguće šira. Rezultirajuća površina kola jednaka je debljini ploče pomnoženoj s dužinom signalne linije.
B. Laminacija četiri sloja
1. Sig-gnd (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Kod oba ova laminirana dizajna, potencijalni problem je tradicionalna debljina ploče od 1,6 mm (62 mil). Razmak između slojeva će postati velik, što ne samo da pogoduje kontrolnoj impedanciji, međuslojnom spajanju i zaštiti; Posebno, veliki razmak između slojeva napajanja smanjuje kapacitet ploče i ne pogoduje filtriranju šuma.
Prva shema se obično koristi u slučaju velikog broja čipova na ploči. Ova shema može postići bolje SI performanse, ali EMI performanse nisu tako dobre, što se uglavnom kontrolira ožičenjem i drugim detaljima. Glavna pažnja: Formacija se postavlja u signalni sloj najgušćeg signalnog sloja, što pogoduje apsorpciji i suzbijanju zračenja; Povećati površinu ploče kako bi se odrazilo pravilo 20H.
Druga shema se obično koristi tamo gdje je gustoća čipova na ploči dovoljno niska i postoji dovoljno površine oko čipa za postavljanje potrebnog bakrenog premaza za napajanje. U ovoj shemi, vanjski sloj PCB-a je potpuno stratum, a srednja dva sloja su signalni/napajni sloj. Napajanje na signalnom sloju je usmjereno širokom linijom, što može smanjiti impedansu puta struje napajanja, a impedansa puta signalne mikrostripne mreže je također niska, a također može zaštititi unutrašnje signalno zračenje kroz vanjski sloj. Sa stanovišta EMI kontrole, ovo je najbolja dostupna struktura PCB-a sa 4 sloja.
Glavna pažnja: srednja dva sloja signala, razmak slojeva za miješanje snage treba biti otvoren, smjer linije je vertikalan, izbjegavajte preslušavanje; Odgovarajuće područje kontrolne ploče, u skladu s pravilima 20H; Ako se impedancija žica treba kontrolirati, vrlo pažljivo položite žice ispod bakrenih otoka napajanja i uzemljenja. Osim toga, napajanje ili polaganje bakra trebaju biti međusobno povezani što je više moguće kako bi se osigurala DC i niskofrekventna povezanost.
C. Laminiranje šest slojeva ploča
Za dizajn visoke gustoće čipova i visoke taktne frekvencije, treba razmotriti dizajn ploče sa 6 slojeva. Preporučuje se metoda laminacije:
1. SIG-GND-SIG-NAP-GND-SIG;
Za ovu shemu, shema laminacije postiže dobar integritet signala, sa slojem signala uz sloj uzemljenja, slojem napajanja uparenim sa slojem uzemljenja, impedancija svakog sloja usmjeravanja može se dobro kontrolirati, a oba sloja mogu dobro apsorbirati magnetske linije. Osim toga, može osigurati bolji povratni put 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 gustoća uređaja nije jako visoka. Ovaj sloj ima sve prednosti gornjeg sloja, a uzemljena ravan gornjeg i donjeg sloja je relativno potpuna, što se može koristiti kao bolji zaštitni sloj. Važno je napomenuti da sloj napajanja treba biti blizu sloja koji nije glavna ravan komponenti, jer će donja ravan biti potpunija. Stoga su EMI performanse bolje nego kod prve sheme.
Sažetak: Kod sheme šestoslojne ploče, razmak između sloja napajanja i uzemljenja treba svesti na minimum kako bi se postigla dobra veza napajanja i uzemljenja. Međutim, iako su debljina ploče od 62 mil i razmak između slojeva smanjeni, i dalje je teško kontrolirati razmak između glavnog izvora napajanja i sloja uzemljenja tako da bude vrlo mali. U poređenju s prvom i drugom shemom, cijena druge sheme je znatno veća. Stoga obično biramo prvu opciju kada slažemo ploče. Tokom dizajniranja, slijedite pravila 20H i pravila zrcalnog sloja.
D. Laminacija osam slojeva
1, Zbog slabog elektromagnetnog apsorpcijskog kapaciteta i velike impedanse snage, ovo nije dobar način laminiranja. Njegova struktura je sljedeća:
1. Signal 1 komponentna površina, sloj mikrostripnog ožičenja
2. Signal 2 interni sloj usmjeravanja mikrostripnih vlakana, dobar sloj usmjeravanja (X smjer)
3. Prizemlje
4. Sloj usmjeravanja signalne linije 3, dobar sloj usmjeravanja (Y smjer)
5. Sloj usmjeravanja kablova signala 4
6. Moć
7. Signal 5 interni sloj mikrostripnog ožičenja
8. Signal 6 sloj mikrostripnog ožičenja
2. To je varijanta trećeg načina slaganja. Zbog dodatka referentnog sloja, ima bolje EMI performanse, a karakteristična impedancija svakog signalnog sloja može se dobro kontrolirati.
1. Signal 1 komponentna površina, sloj mikrostripnog ožičenja, dobar sloj ožičenja
2. Sloj tla, dobra sposobnost apsorpcije elektromagnetnih valova
3. Sloj za usmjeravanje kablova signala 2. Dobar sloj za usmjeravanje kablova
4. Sloj energije i sljedeći slojevi predstavljaju odličnu elektromagnetnu apsorpciju 5. Sloj tla
6. Sloj za usmjeravanje kablova signala 3. Dobar sloj za usmjeravanje kablova
7. Formiranje snage, sa velikom impedansom snage
8. Signal 4 Sloj mikrostripnog kabla. Dobar sloj kabla
3, Najbolji način slaganja, jer upotreba višeslojne referentne ravni tla ima vrlo dobar geomagnetski kapacitet apsorpcije.
1. Signal 1 komponentna površina, sloj mikrostripnog ožičenja, dobar sloj ožičenja
2. Sloj tla, dobra sposobnost apsorpcije elektromagnetnih valova
3. Sloj za usmjeravanje kablova signala 2. Dobar sloj za usmjeravanje kablova
4. Sloj energije i sljedeći slojevi predstavljaju odličnu elektromagnetnu apsorpciju 5. Sloj tla
6. Sloj za usmjeravanje kablova signala 3. Dobar sloj za usmjeravanje kablova
7. Sloj tla, bolja sposobnost apsorpcije elektromagnetnih valova
8. Signal 4 Sloj mikrostripnog kabla. Dobar sloj kabla
Izbor broja slojeva i načina korištenja slojeva zavisi od broja signalnih mreža na ploči, gustine uređaja, gustine PIN-ova, frekvencije signala, veličine ploče i mnogih drugih faktora. Moramo uzeti u obzir ove faktore. Što je veći broj signalnih mreža, to je veća gustina uređaja, što je veća gustina PIN-ova, to bi dizajn signala trebao biti što je više moguće prilagođen višoj frekvenciji. Za dobre EMI performanse najbolje je osigurati da svaki signalni sloj ima svoj referentni sloj.
Vrijeme objave: 26. juni 2023.
