Leiterplattentechnisch - PCB Stackup Design

Die Anzahl der Schichten des PCB-Stackup-Designs hängt von der Komplexität der Leiterplatte ab. Aus der Perspektive des PCB-Verarbeitungsprozesses wird eine mehrschichtige Leiterplatte hergestellt, die durch Stapeln und Pressen mehrerer "Dual-Panel-Leiterplatten" hergestellt wird. Die Anzahl der Schichten einer mehrschichtigen Leiterplatte, die Reihenfolge des Stapelns zwischen den Schichten und die Wahl der Platten werden jedoch vom Leiterplattendesigner bestimmt. Dies ist das sogenannte "PCB Stackup Design".

Faktoren, die beim PCB Stackup Design zu berücksichtigen sind

Die Anzahl der Schichten und das laminierte PCB-Design eines PCB-Designs hängt von den folgenden Faktoren ab:

1. Hardwarekosten: Die Anzahl der Leiterplattenschichten hängt direkt mit den endgültigen Hardwarekosten zusammen. Je mehr Schichten, desto höher die Hardwarekosten. Hardware-Leiterplatten, die durch Verbraucherprodukte repräsentiert werden, haben im Allgemeinen die höchste Grenze für die Anzahl der Schichten, wie z. B. Notebook-Computer-Produkte. Die Anzahl der HauptplatinenPCB-Schichten ist normalerweise 4~6 Schichten, selten mehr als 8 Schichten;

2. Ausgang von Komponenten mit hoher Dichte: Komponenten mit hoher Dichte, die durch BGA verpackte Geräte repräsentiert werden. Die Anzahl der ausgehenden Schichten solcher Komponenten bestimmt im Wesentlichen die Anzahl der Verdrahtungsschichten der Leiterplatte;

3. Signalqualitätskontrolle: Für PCB-Design, bei dem Hochgeschwindigkeitssignale konzentriert sind, wenn der Fokus auf Signalqualität liegt, ist es erforderlich, die benachbarten Schichtverdrahtung zu reduzieren, um Übersprechen zwischen Signalen zu reduzieren. Zu diesem Zeitpunkt ist die Anzahl der Verdrahtungsschichten und die Anzahl der Referenzschichten (Erdungsschicht oder Das Verhältnis der Leistungsschicht) vorzugsweise 1:1, was die Anzahl der PCB-Designschichten erhöht; Im Gegenteil, wenn die Signalqualitätskontrolle nicht obligatorisch ist, kann das benachbarte Verdrahtungsschichtschema verwendet werden, um die Anzahl der Leiterplattenschichten zu reduzieren;

4. Schematische Signaldefinition: Schematische Signaldefinition bestimmt, ob die Leiterplattenverdrahtung "glatt" ist, und schlechte schematische Signaldefinition verursacht PCB-Verdrahtungsunregelmäßigkeiten und erhöht die Anzahl der Verdrahtungsschichten;

5. Verarbeitungsfähigkeitsgrundlinie des Leiterplattenherstellers: Leiterplattendesigner müssen die Verarbeitungsfähigkeitsgrundlinie des Leiterplattenherstellers für das Stapeldesign (Stapelmethode, Stapeldicke usw.) vollständig berücksichtigen, die vom Leiterplattendesigner angegeben wird, wie z. B.: Verarbeitungsfluss, Verarbeitungsgerätefähigkeiten und häufig verwendete Leiterplattenmodell und so weiter.

PCB Stackup Design

PCB-Stapeldesign muss Priorität und Ausgewogenheit zwischen allen oben genannten Design-Einflussfaktoren suchen.

Allgemeine Regeln des PCB Stackup Designs

1.Die Masseschicht und die Signalschicht sollten eng gekoppelt sein, was bedeutet, dass der Abstand zwischen der Masseschicht und der Leistungsschicht so klein wie möglich sein sollte, und die dielektrische Dicke sollte so klein wie möglich sein, um die Kapazität zwischen der Leistungsschicht und der Bodenschicht zu erhöhen (wenn Sie hier nicht verstehen). Sie können über den Plattenkondensator nachdenken, die Größe des Kondensators ist umgekehrt proportional zum Abstand).

2. Die beiden Signalschichten sollten nicht so weit wie möglich direkt nebeneinander liegen, so dass Signalübersprache wahrscheinlich auftritt, was die Leistung der Schaltung beeinflusst.

3. Für Mehrschichtplatinen, wie 4-Lagen-Platinen und 6-Lagen-Platinen, ist es im Allgemeinen erforderlich, dass die Signalschicht so nah wie möglich an einer internen elektrischen Schicht (Masseschicht oder Leistungsschicht) ist, so dass die großflächige Kupferbeschichtung der internen elektrischen Schicht verwendet werden kann, um Shield die Rolle der Signalschicht zu erreichen, wodurch das Übersprechen zwischen den Signalschichten effektiv vermieden wird.

4. Für die Hochgeschwindigkeitssignalschicht befindet sie sich im Allgemeinen zwischen zwei internen elektrischen Schichten. Ziel ist es, einerseits eine effektive Abschirmschicht für Hochgeschwindigkeitssignale bereitzustellen und andererseits die Hochgeschwindigkeitssignale auf zwei interne elektrische Schichten zu begrenzen. Reduzieren Sie Interferenzen zwischen den Schichten zu anderen Signalschichten.

5. Betrachten Sie die Symmetrie der laminierten Struktur.

6. Mehrere geerdete interne elektrische Schichten können die Erdungsimpedanz effektiv reduzieren.

Empfohlenes PCB Stackup Design

1. Legen Sie Hochfrequenzspuren auf die oberste Schicht, um die Einführung der Induktivität aufgrund der Verwendung von Durchkontaktierungen während Hochfrequenzspuren zu vermeiden. Auf der Oberschicht sind Isolator und die Datenleitung der Sende- und Empfangsschaltung direkt mit Hochfrequenzspuren verbunden.

2. Platzieren Sie eine Masseebene unter der Hochfrequenz-Signalleitung, um die Impedanz der Übertragungsverbindungsleitung zu steuern und stellen Sie auch einen sehr niedrigen Induktivitätsweg für den Rückfluss des Rückflusses bereit.

3. Legen Sie die Energieebene unter die Bodenebene. Diese beiden Referenzschichten bilden einen zusätzlichen Hochfrequenz-Bypass-Kondensator von ca. 100pF/inch2.

4. PCBstackup-Design Ordnen Sie Low-Speed-Steuersignale auf der unteren Schicht an. Diese Signalleitungen haben einen großen Spielraum, um der Impedanzkonstinuität zu widerstehen, die durch die Via verursacht wird, so dass sie flexibler ist.