Leiterplattentechnisch - Das Auswahl- und Stapelprinzip von Leiterplattenschichten

Vor dem Entwurf eines Mehrschichtige Leiterplatte Leiterplatte, Der Konstrukteur muss zuerst die verwendete Leiterplattenstruktur entsprechend der Schaltungsskala bestimmen, circuit board size and electromagnetic compatibility (EMC) requirements, das ist, um zu entscheiden, ob 4-Lagen verwendet werden sollen, 6-Lagen, oder mehrere Schichten von Leiterplatten. Nach der Bestimmung der Anzahl der Schichten, Bestimmen, wo die internen elektrischen Schichten platziert werden und wie verschiedene Signale auf diesen Schichten verteilt werden sollen. Dies ist die Wahl der mehrschichtigen PCB Stack Struktur. Die laminierte Struktur ist ein wichtiger Faktor, der die EMV-Leistung der Leiterplatte beeinflusst, und es ist auch ein wichtiges Mittel zur Unterdrückung elektromagnetischer Störungen.

Die Wahl der Anzahl der Schichten und das Prinzip der Überlagerung

Bei der Bestimmung der laminierten Struktur einer mehrschichtigen Leiterplatte sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Aus der Perspektive der Verdrahtung, je mehr Schichten, desto besser die Verdrahtung, aber die Kosten und Schwierigkeiten der Leiterplattenherstellung werden auch steigen. Für Hersteller ist es der Fokus, auf den bei der Herstellung von Leiterplatten geachtet werden muss, ob die laminierte Struktur symmetrisch ist oder nicht, so dass die Wahl der Anzahl der Schichten die Bedürfnisse aller Aspekte berücksichtigen muss, um die beste Balance zu erreichen.

Für erfahrene Designer, nach Abschluss des Vorlayouts der Komponenten, sie werden sich auf die Analyse der Engpass bei der Leiterplattenverdrahtung.

Kombinieren Sie mit anderen EDA-Werkzeugen, um die Verdrahtungsdichte der Leiterplatte zu analysieren; Synthese der Anzahl und Arten von Signalleitungen mit speziellen Verdrahtungsanforderungen, wie Differenzlinien, empfindliche Signalleitungen, etc., die Anzahl der Signalschichten zu bestimmen; dann je nach Art der Stromversorgung, Die Anforderungen zur Bestimmung der Anzahl der internen elektrischen Schichten. Auf diese Weise, Die Anzahl der Schichten der gesamten Leiterplatte wird grundsätzlich bestimmt.

Nach der Bestimmung der Anzahl der Schichten der Leiterplatte besteht die nächste Aufgabe darin, die Reihenfolge der Platzierung der Schaltungen jeder Schicht rational zu ordnen. In diesem Schritt sind die wichtigsten Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, die folgenden zwei Punkte.

(1) Die Verteilung von speziellen Signalschichten.

(2) Verteilung der Leistungsschicht und der Bodenschicht.

Wenn die Leiterplatte mehr Schichten hat, werden je mehr Arten von speziellen Signalschichten, Masseschichten und Leistungsschichten angeordnet und kombiniert. Je schwieriger es ist, festzustellen, welche Kombination die beste ist, aber die allgemeinen Prinzipien sind wie folgt.

(1) Die Signalschicht sollte an eine innere elektrische Schicht (interne Energie/Erdungsschicht) angrenzend sein, und der große Kupferfilm der inneren elektrischen Schicht wird verwendet, um Abschirmung für die Signalschicht bereitzustellen.

(2) Die innere Leistungsschicht und die Bodenschicht sollten fest gekoppelt sein, das heißt, Die Dicke des Mediums zwischen der internen Leistungsschicht und der Bodenschicht sollte ein kleinerer Wert sein, um die Kapazität zwischen der Leistungsschicht und der Bodenschicht zu erhöhen und die Resonanzfrequenz zu erhöhen. Die Dicke des Mediums zwischen der internen Leistungsschicht und der Bodenschicht kann im Layer Stack Manager von Protel eingestellt werden. Wählen Sie den Befehl [Design]/[Layer Stack Manager…] aus, das System öffnet das Dialogfeld Layer Stack Manager, doppelklicken Sie mit der Maus auf den Prepreg-Text und es öffnet sich ein Dialogfeld. Sie können die Dicke der Isolierschicht in der Option Dicke des Dialogfelds ändern.

Wenn der Potenzialunterschied zwischen Netzteil und Erdungskabel nicht groß ist, kann eine kleinere Isolierschichtdicke, wie 5mil (0.127mm), verwendet werden.

(3) Die Hochgeschwindigkeitssignalübertragungsschicht in der Schaltung sollte eine Signalzwischenschicht sein und zwischen zwei inneren elektrischen Schichten eingeklemmt sein. Auf diese Weise kann der Kupferfilm der beiden inneren elektrischen Schichten eine elektromagnetische Abschirmung für die Hochgeschwindigkeitssignalübertragung bereitstellen und gleichzeitig die Strahlung des Hochgeschwindigkeitssignals zwischen den beiden inneren elektrischen Schichten effektiv begrenzen, ohne externe Störungen zu verursachen.

(4) Vermeiden Sie zwei Signalschichten direkt nebeneinander. Es ist einfach, Übersprechen zwischen benachbarten Signalschichten einzuführen, was zu einem Ausfall der Schaltungsfunktion führt. Das Hinzufügen einer Masseebene zwischen den beiden Signalschichten kann Übersprechen effektiv vermeiden.

(5) Mehrere geerdete interne elektrische Schichten können die Erdungsimpedanz effektiv reduzieren. Zum Beispiel verwenden die A-Signalschicht und die B-Signalschicht separate Masseebenen, die Gleichtaktstörungen effektiv reduzieren können.

(6) Unter Berücksichtigung der Symmetrie der Schichtstruktur.

Häufig verwendete Stapelstruktur

Im Folgenden wird anhand eines Beispiels einer 4-Lagen-Platine veranschaulicht, wie die Anordnung und Kombination verschiedener PCB-Laminatstrukturen.

Für häufig verwendete 4-Lagen-Platten gibt es mehrere Stapelmethoden (von oben nach unten).

(1) Siganl_1 (Oben), GND (Inner_1), POWER (Inner_2), Siganl_2 (Unten).

(2) Siganl_1 (Oben), POWER (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Unten).

(3) POWER (Oben), Siganl_1 (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Unten).