Diseño electrónico - Cómo entender el diseño de apilamiento de PCB

En general, el diseño de apilamiento de PCB debe seguir dos reglas:

1. cada capa de cableado debe tener una capa de referencia adyacente (capa de alimentación o formación de conexión);

2. los planos de alimentación principal adyacentes y los planos de tierra deben mantener una distancia mínima para proporcionar un mayor capacitor de acoplamiento.

La siguiente lista muestra la apilamiento de dos a ocho capas como ejemplo:

1. apilamiento de placas de PCB de un solo lado y placas de PCB de dos lados

Para las placas de doble capa, debido al pequeño número de capas, ya no hay problema de laminación. El control de la radiación EMI se considera principalmente en términos de cableado y diseño;

Los problemas de compatibilidad electromagnética de las placas de una sola capa y dos capas de PCB son cada vez más prominentes. La razón principal de este fenómeno es que el área del bucle de señal es demasiado grande, lo que no solo producirá una fuerte radiación electromagnética, sino que también hará que el circuito sea sensible a las interferencias externas. Para mejorar la compatibilidad electromagnética del circuito, la forma más simple es reducir el área de bucle de las señales clave.

Señales clave: desde el punto de vista de la compatibilidad electromagnética, las señales clave se refieren principalmente a las señales que producen una fuerte radiación y las señales sensibles al mundo exterior. Las señales capaces de producir una fuerte radiación suelen ser señales cíclicas, como señales de orden inferior de relojes o direcciones. Las señales sensibles a la interferencia son señales analógicas con niveles más Bajos.

Los diseños analógicos de baja frecuencia por debajo de 10 kHz suelen utilizar placas individuales y dobles

1) los rastros de energía en la misma capa están enrutados radialmente y la longitud total de la línea se minimiza;

2) al operar los cables de alimentación y los cables de tierra, deben acercarse entre sí; Coloque el cable de tierra a un lado del cable de señal de la llave, que debe estar lo más cerca posible del cable de señal. De esta manera, se forma un área de bucle más pequeña y se reduce la sensibilidad de la radiación de modo diferencial a la interferencia externa. Cuando se agrega un cable de tierra al lado del cable de señal, se forma un circuito con el área más pequeña, y la corriente de señal definitivamente tomará este circuito en lugar de otros cables de tierra.

3) si se trata de una placa de circuito de doble capa, se puede colocar un cable de tierra directamente debajo de la línea de señal a lo largo de la línea de señal del otro lado de la placa de circuito, y el primer cable debe ser lo más ancho posible. El área del bucle formada de esta manera es igual al grosor de la placa de circuito multiplicado por la longitud de la línea de señal.

Laminados de dos y cuatro capas

1. sigï gnd (pwr) ï PWR (gnd) ï1 / 4 sig;

2. gndï SIG (pwr) ï SIG (pwr) ï1 / 4 gnd;

Para los dos diseños laminados anteriores, el problema potencial es el espesor tradicional de la placa de 1,6 mm (62 mil). El espaciamiento de las capas se volverá muy grande, lo que no solo no favorecerá el control de la resistencia, el acoplamiento entre capas y el blindaje; En particular, la gran distancia entre los planos de tierra de la fuente de alimentación reduce los condensadores de la placa y no favorece el filtrado del ruido.

Para el primer esquema, generalmente se aplica cuando hay más chips en el tablero. Este esquema puede obtener un mejor rendimiento si, pero no es muy bueno para el rendimiento emi. Está controlado principalmente por cableado y otros detalles. Principales precauciones: la formación de contacto se coloca en la capa de conexión de la capa de señal más densa, lo que favorece la absorción y supresión de la radiación; Aumentar el área de la placa para reflejar la regla 202h.

Para la segunda solución, suele usarse para que la densidad del CHIP en la placa sea lo suficientemente baja y haya suficiente área alrededor del chip (colocar la capa de cobre de alimentación necesaria). En este esquema, la capa exterior del PCB es la formación de tierra, y las dos capas intermedias son la capa de señal / fuente de alimentación. La fuente de alimentación en la capa de señal adopta un cableado de línea ancha, lo que puede hacer que la resistencia de la ruta de la corriente de alimentación sea baja, la resistencia de la ruta de MICROSTRIP de la señal también sea baja, y la radiación de la señal interna también puede ser bloqueada por la capa exterior. Desde el punto de vista del control emi, esta es la mejor estructura de PCB de 4 capas en la actualidad.

Nota principal: la distancia entre las dos capas intermedias de la capa mixta de señal y potencia debe ensancharse y la dirección del cableado debe ser vertical para evitar comentarios cruzados; El área del tablero debe controlarse adecuadamente para reflejar la regla 202h; Si se quiere controlar la resistencia del cableado, la solución anterior debe colocar el cableado muy cuidadosamente debajo de la isla de cobre para el suministro de energía y la puesta a tierra. Además, el cobre en la fuente de alimentación o en la formación de tierra debe interconectarse en la medida de lo posible para garantizar las conexiones de corriente continua y baja frecuencia.

Tres y seis capas laminadas

Para los diseños con mayor densidad de chips y mayor frecuencia de reloj, se debe considerar el diseño de seis capas de pcb, y se recomienda apilar:

1. sigï ¼ gndï;

Para esta solución, esta solución de apilamiento de PCB puede obtener una mejor integridad de la señal, la capa de señal es adyacente a la formación de puesta a tierra, la capa de potencia y la formación de puesta a tierra se emparejan, lo que permite un mejor control de la resistencia de cada capa de cableado, y las dos estructuras all pueden absorber bien las líneas de fuerza magnética. Cuando la fuente de alimentación y la formación de tierra están intactas, puede proporcionar un mejor camino de retorno para cada capa de señal.