Conception électronique - Structure empilée multicouche PCB

Structure empilée multicouche PCB

Avant de concevoir une carte de circuit imprimé multicouche, le concepteur doit déterminer la structure de la carte de circuit (CEM) en fonction des dimensions du circuit, des dimensions de la carte de circuit imprimé et des exigences de compatibilité électromagnétique, c'est - à - dire en utilisant 4, 6 ou plus de cartes.

Le circuit imprimé. Déterminer le nombre de couches, déterminer l'emplacement des couches internes et déterminer comment les différents signaux sont distribués sur ces couches. C'est le choix de la structure en cascade du PCB.

La structure en cascade est un facteur important affectant les performances de la carte de circuit imprimé CEM et un moyen important de supprimer les interférences électromagnétiques. Cette section présente le contenu pertinent de la structure stratifiée multicouche de la carte de circuit imprimé.

1.1.principes de sélection des couches et des empilements de nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de la détermination de la structure stratifiée d'un panneau multicouche PCB.

En ce qui concerne le câblage PCB, plus de couches sont élevées et le meilleur est le câblage, mais le coût et la difficulté de la carte augmentent.

Pour les fabricants de PCB, une analyse approfondie de la symétrie des structures empilées a été effectuée lors de la fabrication des cartes de circuits imprimés. Chaque couche doit donc être choisie en tenant compte des différents aspects nécessaires pour atteindre un équilibre maximal.

Pour les concepteurs expérimentés, après avoir préréglé les composants, les goulots d'étranglement du câblage du circuit imprimé seront analysés et, en combinaison avec d'autres outils Eda, la densité de câble du circuit imprimé sera analysée, puis le nombre et le type de lignes de signal avec des exigences de câblage spéciales.

Lors de la détermination du nombre de couches de signal, des lignes composites telles que les lignes différentielles et sensibles doivent être utilisées, puis le nombre de couches internes doit être déterminé en fonction du type d'alimentation, des exigences d'isolation et de la protection contre les interférences.

De cette manière, on détermine essentiellement le nombre de couches de la carte. Après avoir déterminé le nombre de couches de la carte de circuit imprimé, la tâche suivante consiste à organiser rationnellement l'ordre de placement des couches de circuit.

À ce stade, deux facteurs principaux doivent être pris en compte.

(1) distribution de couches de signaux spéciaux.

(2) distribution des aliments et des prairies. Il y a aussi plus de couches de circuit imprimé, y compris des couches spéciales de signal, des couches et des couches de puissance.

Il est plus difficile de déterminer quelle combinaison est la meilleure, mais les principes généraux sont les suivants.

(1) la couche de signal doit être adjacente (alimentation / formation interne) à la couche interne, dont le film de cuivre principal est appliqué pour protéger la couche de signal.

Il doit y avoir un couplage étroit entre la couche d'alimentation interne et cette couche, c'est - à - dire que l'épaisseur moyenne entre la couche d'alimentation interne et cette couche doit être faible pour améliorer la capacité entre la couche d'alimentation et la couche et augmenter la fréquence de résonance.

L'épaisseur diélectrique entre la couche interne de puissance et la couche peut être définie dans le gestionnaire d'empilement de protons (Layer Stack Manager). Commandes, boîte de dialogue d'administration au niveau du système, double - cliquez sur le texte pré - extrait avec le pointeur de la souris.

1. Couche isolante dans les options de pliage de la boîte de dialogue. Si la différence de potentiel entre l'alimentation et la terre n'est pas importante, une épaisseur d'isolation inférieure, par exemple 5 ml (0127 mm), peut être utilisée.

(3) la couche de transmission de signal à grande vitesse dans le circuit devrait être la couche intermédiaire du signal et interférer entre les deux couches internes. Les films de cuivre des deux couches internes peuvent ainsi servir de blindage électromagnétique pour la transmission de signaux à grande vitesse et limiter efficacement le rayonnement des signaux à grande vitesse entre les deux couches internes sans provoquer de perturbations extérieures.

(4) Ouvrez deux couches de signal directement adjacentes. La diaphonie peut facilement se produire entre les couches de signal adjacentes, ce qui entraîne une défaillance du circuit. La diaphonie peut être efficacement évitée en ajoutant un plan de qualité entre les deux couches de signal.

(5) certaines couches d'utilisation des terres peuvent résister efficacement à la terre. Par exemple, les interférences de mode commun peuvent être efficacement réduites en utilisant différents plans de qualité dans les couches de signal a et B. Considérez la symétrie de la structure hiérarchique.

1.2 Structures en cascade communes Voici quatre exemples de couches illustrant comment optimiser l'agencement et la combinaison de différentes structures en cascade. Sur un panneau Fluent à quatre couches, il existe plusieurs modes d'empilage différents (haut et Bas).

Alors, comment choisir entre le premier plan et le second? En général, les concepteurs choisiront la figure 1 comme structure pour un panneau à quatre couches.

Mais une carte de circuit imprimé ordinaire ne place les éléments que sur le niveau supérieur. Il est donc préférable d'utiliser le cadre 1. Cependant, lorsque les couches supérieure et inférieure doivent placer l'épaisseur entre l'ensemble et la couche interne de puissance et cette couche entre les couches plus grandes et que le couplage est mauvais, au moins une couche de lignes de signal doit être prise en compte.

Il y a moins de lignes de signal dans la couche inférieure et une grande surface de cuivre peut être utilisée pour coupler la couche de puissance.

Inversement, si les pièces sont principalement situées dans les couches inférieures, alors pour réaliser le mappage. La couche motrice est alors couplée à la couche de fils elle - même.

Compte tenu des exigences de symétrie, le schéma 1 est généralement accepté. Une fois l'analyse de la structure stratifiée à quatre couches terminée, des exemples de structure stratifiée à six couches sont fournis pour illustrer les dispositifs et les méthodes combinés et les méthodes d'optimisation de la structure stratifiée à six couches.

A tous égards, la figure 3, qui est aussi une structure en cascade régulière de panneaux à six couches, est évidemment la meilleure. En analysant les deux exemples ci - dessus, je pense que le lecteur a une certaine connaissance des structures en cascade, mais dans certains cas, un système ne peut pas répondre à toutes les exigences, ce qui nécessite de prendre en compte la priorité des principes de conception.

Malheureusement, parce que la conception du PCB est liée aux caractéristiques du circuit de mise à jour.

Les performances et la conception des pare - feu diffèrent d'un circuit à l'autre, de sorte qu'en réalité, ces principes n'ont pas de valeur de référence finale.

Cependant, il doit s'agir du principe de conception 2 (couche de puissance interne et couche doit être) qui doit être respecté dans la première conception.

En outre, il est nécessaire d'exécuter des signaux à grande vitesse dans le circuit et le principe de conception 3 doit alors être respecté (la couche de transmission de signaux à grande vitesse dans le circuit doit être l'intercalaire de signaux de la couche intermédiaire, ainsi que l'intercalaire entre les deux continents).

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