Tecnología de PCB - ¿¿ qué reglas deben seguirse en el diseño de apilamiento de pcb?

En general, el diseño de la lámina debe cumplir con dos reglas:

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

2. las capas adyacentes de la fuente de alimentación principal y la formación de tierra deben mantener una distancia mínima para proporcionar una mayor capacidad 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;

¿¿ cuáles son las reglas del diseño de apilamiento de pcb?

Los problemas de compatibilidad electromagnética de las placas de una sola capa y dos capas 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.

Las placas individuales y dobles se utilizan generalmente en diseños analógicos de baja frecuencia por debajo de 10 khz:

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 un cable de tierra al 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 añade un cable de tierra al lado de la línea de señal, se forma un circuito con el área más pequeña, y la corriente de la señal definitivamente pasará por este circuito en lugar de otras rutas de cable 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. SIG - gnd (pwr) - PWR (gnd) - sig; 2. gnd - SIG (reactor de agua a presión) - SIG (reactor de agua a presión) - 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 resistencia, el acoplamiento entre capas y el blindaje; En particular, la gran distancia entre los planos de tierra de la fuente de alimentación reduce la capacidad de la placa y no es propicia para filtrar el 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 opción, generalmente se utiliza cuando la densidad del CHIP en la placa es lo suficientemente baja y hay suficiente área alrededor del chip (colocar la capa de cobre de alimentación necesaria). En este esquema, la capa exterior del PCB es una formación de tierra, y las dos capas intermedias son una 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: las dos capas intermedias de la capa mixta de señal y fuente de alimentación deben separarse y la dirección del cableado debe ser vertical para evitar conversaciones cruzadas; El área del tablero debe controlarse adecuadamente para reflejar la regla 202h; Si desea controlar la resistencia del cableado, la solución anterior debe organizar el cableado con mucho cuidado para colocar el cobre debajo de la fuente de alimentación y el suelo. 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 6 capas, y se recomienda apilar:

1. SIG - gnd - SIG - PWR - gnd - sig; Para este esquema, este esquema apilado 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, la resistencia de cada capa de rastro se puede controlar mejor, y ambas formaciones de puesta a tierra pueden absorber bien la línea 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.

2. gnd - SIG - gnd - PWR - SIG - gnd; Para este esquema, este esquema solo se aplica cuando la densidad del dispositivo no es muy alta, esta pila tiene todas las ventajas de la pila superior y la pila superior e inferior. la formación de conexión es relativamente completa y se puede utilizar como una mejor capa de blindaje. Hay que tener en cuenta que la capa de Potencia debe estar cerca de la capa que no es la superficie del componente principal, ya que el plano inferior será más completo. Por lo tanto, el rendimiento del EMI es mejor que la primera solución.

Resumen: para el esquema de seis capas, se debe minimizar la distancia entre la capa de energía y la formación de tierra para obtener un buen acoplamiento de energía y tierra. Sin embargo, aunque el espesor de la placa es de 62 mils y el espaciamiento de las capas se reduce, no es fácil controlar el espaciamiento entre la fuente de alimentación principal y la formación de tierra. Comparando el primer programa con el segundo programa, el costo del segundo programa aumentará considerablemente. Por lo tanto, normalmente elegimos la primera opción al apilar. Al diseñar, siga las reglas 202h y las reglas de la capa espejo.

Apilamiento de placas de cuatro y ocho pisos

1. debido a la diferencia de absorción electromagnética y la gran resistencia de la fuente de alimentación, este no es un buen método de laminación. Su estructura es la siguiente:

1. superficie del elemento signal1, capa de cableado de MICROSTRIP

2. capa interna de cableado de MICROSTRIP de signal2, mejor capa de cableado (dirección x)

3. puesta a tierra

4. capa de enrutamiento de línea de banda signal3, mejor capa de enrutamiento (dirección y)

5. señal 4 capa de enrutamiento de línea de banda

6. fuente de alimentación

7. capa interna de cableado de MICROSTRIP de signal5

8. señal 6 capa de rastro de MICROSTRIP

2. es una variante del tercer método de apilamiento. Gracias a la adición de una capa de referencia, tiene un mejor rendimiento EMI y puede controlar bien la resistencia característica de cada capa de señal.

1. superficie del componente signal1, capa de cableado de microstrip, buena capa de cableado

2. formación, con una mejor capacidad de absorción de ondas electromagnéticas

3. capa de cableado de línea de banda signal2, buena capa de cableado

4. la capa de alimentación y la formación de contacto inferior forman una buena absorción electromagnética 5. Capa de suelo

6. capa de enrutamiento de línea de banda signal3, buena capa de enrutamiento

7. capa de alimentación, gran resistencia de la fuente de alimentación

8. capa de cableado de MICROSTRIP signal4, buena capa de cableado

3. el mejor método de superposición, debido al uso de varios niveles de planos de referencia terrestres, tiene una muy buena capacidad de absorción geomagnética.

1. superficie del componente signal1, capa de cableado de microstrip, buena capa de cableado

2. formación, con una mejor capacidad de absorción de ondas electromagnéticas

3. capa de cableado de línea de banda signal2, buena capa de cableado

4. la capa de alimentación y la formación de contacto inferior forman una buena absorción electromagnética 5. Capa de suelo

6. capa de enrutamiento de línea de banda signal3, buena capa de enrutamiento

7. formación con mejor capacidad de absorción de ondas electromagnéticas

8. capa de cableado de MICROSTRIP signal4, buena capa de cableado

El número de capas utilizadas en el diseño del PCB y el método de apilamiento utilizado dependen de muchos factores, como el número de redes de señalización en el tablero, la densidad del dispositivo, la densidad del pin, la frecuencia de la señal, el tamaño del tablero, etc. debemos considerar estos factores de manera integral. Para más redes de señal, mayor densidad de equipos, mayor densidad de pin y mayor frecuencia de señal, se debe utilizar un diseño de tablero múltiple en la medida de lo posible. Para obtener un buen rendimiento emi, es mejor asegurarse de que cada capa de señal tenga su propia capa de referencia.