Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
Leiterplattentechnisch

Leiterplattentechnisch - Überlegungen zum PCB Stack Design

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Leiterplattentechnisch - Überlegungen zum PCB Stack Design

Überlegungen zum PCB Stack Design

2020-09-12
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Author:Dag

Auf welche Probleme sollte beim PCB Stack Design geachtet werden? Lassen Sie es sich von den ipcb Ingenieuren sagen.

Beim Entwerfen eines Stacks gibt es zwei Regeln.

1. Jede Führungsschicht muss eine benachbarte Referenzschicht (Stromversorgung oder Schicht) haben;

2. Der Abstand zwischen benachbarter Hauptschicht und Schicht sollte eingehalten werden, um größere Kopplungskapazität bereitzustellen.

5.2.jpg

Lassen Sie uns ein Beispiel für zwei, vier und sechs Lagen Bretter geben, um zu illustrieren:

Option 1

Laminierung von einseitiger Leiterplatte und doppelseitiger Leiterplatte

Bei der zweilagigen Platine wird die Steuerung der EMI-Strahlung hauptsächlich von der Verdrahtung und dem Layout betrachtet.

Das EMV-Problem der einlagigen Platine und der zweilagigen Platine ist immer prominenter. Der Hauptgrund für dieses Phänomen ist, dass der Signalschleifenbereich zu groß ist, was nicht nur starke elektromagnetische Strahlung produziert, sondern auch die Schaltung empfindlich gegenüber externen Störungen macht. Um die elektromagnetische Verträglichkeit von Übertragungsleitungen zu verbessern, besteht der einfache Weg darin, den Schleifenbereich von Schlüsselsignalen zu reduzieren, die sich hauptsächlich auf die starken Strahlungssignale und die empfindlichen Signale beziehen.

Ein- und Doppelschichtplatten werden normalerweise im Niederfrequenzsimulationsdesign unter 10kHz verwendet

1) Die Stromversorgung in der gleichen Schicht ist radial angeordnet, und die Gesamtlänge der Leitung wird zusammengeführt;

2) Die Stromversorgung und der Erdungskabel müssen nah beieinander sein; Ein Erdungskabel ist neben der Hauptsignalleitung anzubringen, die so nah wie möglich an der Signalleitung sein muss. Auf diese Weise wird eine kleinere Schleifenfläche gebildet und die Empfindlichkeit der differentiellen Modenstrahlung gegenüber äußeren Störungen reduziert.

3) Wenn es sich um eine zweischichtige Leiterplatte handelt, kann ein Massedraht entlang der Signalleitung auf der anderen Seite der Leiterplatte in der Nähe der Signalleitung verlegt werden, und die Leitung sollte so breit wie möglich sein.

Option 2

Laminierung von vierlagigen Platten

1. SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;

2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;

Das potenzielle Problem mit den oben genannten beiden laminierten Designs ist die traditionelle 1,6 mm (62 mil) Plattenstärke. Der Schichtabstand wird sehr groß, was der Steuerung der Impedanz, der Zwischenschichtkupplung und der Abschirmung nicht förderlich ist; Insbesondere der große Abstand zwischen den Leistungsschichten reduziert die Plattenkapazität und ist nicht förderlich für die Rauschfilterung.

Dieses Schema wird normalerweise bei mehr Bordchips verwendet. Dieses Schema kann eine bessere Si-Leistung erzielen, aber es ist nicht sehr gut für die EMI-Leistung. Es wird hauptsächlich durch Routing und andere Details gesteuert.

Das zweite Schema wird normalerweise verwendet, wenn die Dichte des Chips auf der Platine niedrig genug ist und genügend Fläche um den Chip herum vorhanden ist. In diesem Schema ist die äußere Schicht der Leiterplatte alle Schicht, und die mittleren beiden Schichten sind Signal-Leistungsschicht. Aus Sicht der EMI-Steuerung ist dies die vorhandene 4-Schicht-PCB-Struktur.

Hauptaugenmerk: Der Abstand zwischen den Signal- und Leistungsmischschichten der mittleren zwei Schichten sollte geöffnet werden, und die Verdrahtungsrichtung sollte vertikal sein, um Übersprechen zu vermeiden; Der Bereich des Kontrollausschusses sollte der 20h-Regel entsprechen.

5.jpg

Option 3

Laminierung von sechs Lagen Platten

Für das Design mit hoher Chipdichte und hoher Taktfrequenz sollte das Design einer 6-Lagen-Platine in Betracht gezogen werden

1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIGï¼ և

Die Signalschicht grenzt an die Masseschicht, die Leistungsschicht und die Masseschicht sind gekoppelt. Die Impedanz jeder Schicht kann gut gesteuert werden, und die beiden Schichten können magnetische Linien absorbieren.

2.GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;

Dieses Schema eignet sich nur für den Fall, dass die Gerätedichte nicht sehr hoch ist. Dieser Stapel hat alle Vorteile des oberen Stapels, und die Grundebene der oberen und der unteren Schicht ist relativ vollständig, so dass er als bessere Abschirmschicht verwendet werden kann. Daher ist die EMI-Leistung besser als die anderen Systeme.

Zusammenfassung: Im Vergleich zur zweiten Regelung werden die Kosten der zweiten Regelung erheblich erhöht. Daher wählen wir beim Stapeln in der Regel ein Schema.