L'actualité PCB - Disposition des couches de conception de carte PCB

La disposition hiérarchique des cartes a une relation considérable avec la fréquence du système et l'énorme câblage du système. En raison de l'énorme EMI et du câblage, 10 couches de câblage ont été utilisées. Les règles EMI dans le câblage de deux à huit couches seront décrites en détail ci - dessous.

6.1 disposition en couches des panneaux à double couche

1) la carte à deux couches est principalement utilisée pour les circuits à basse vitesse ou les circuits analogiques dont la fréquence de fonctionnement est inférieure à 10khz, qui ont un niveau d'empilement relativement faible et un faible coût.

2) les pistes d'alimentation des deux couches de panneaux sont câblées radialement sur la même couche, de l'alimentation à chaque composant, réduisant la longueur de toutes les pistes.

3) la distribution en forme de grille de l'alimentation et du GNd dans les deux couches (réparties en haut et en bas), car le bruit de l'alimentation se développera dans la direction de la faible impédance. Recherchez la direction de la basse impédance à partir de l'alimentation de l'alimentation et revenez à noise. La source forme un cycle. La distribution en grille, même si tous les Power et GNd sont côte à côte en parallèle, minimise les boucles de bruit générées par les commutateurs haute fréquence, sans affecter les autres circuits et signaux de commande.

4) Une autre méthode de câblage pour les cartes à double couche est d'utiliser une couche de Power et de signal et GNd sur l'autre couche, ce qui peut être utilisé lorsque le câblage n'est pas dense.

2 arrangement stratifié de panneaux à quatre couches

La disposition hiérarchique est généralement adoptée: top et Bottom sont les couches de signal, GNd pour la couche 2 et Power pour la couche 3. La distribution des couches deux et trois dépend du cas particulier. Quelle couche devrait avoir plus de câblage et la couche adjacente devrait être considérée comme une couche de mise à la terre.

Le panneau à quatre couches est utilisé pour les lignes à vitesse moyenne et basse (jusqu'à 75m), car la couche Power aura beaucoup de bruit. Elle n'est donc pas aussi bonne que la couche GNd qui sert de plan de référence.

Si la couche supérieure d'un panneau à quatre couches porte un signal à haute vitesse supérieur à 66 MHz, le rayonnement à haute fréquence rayonnera dans l'environnement et un GNd doit être placé dans le tissu ou la couche supérieure pour éliminer le rayonnement.

Si le boîtier est un boîtier métallique, les lignes de signal à grande vitesse et les lignes d'horloge doivent être placées sur des couches proches du plan du boîtier. Il est préférable de câbler le fil de terre autour d'un fil d'horloge d'une largeur de 1 à 2 fois celle de l'horloge. Il est aussi large qu'une ligne d'horloge. Si la ligne est trop longue, un trou de mise à la terre doit être fait à une distance d'environ 1000 mils pour renforcer la connexion entre la ligne de mise à la terre longue et le sol et assurer un bon effet de blindage.

Théorie de l'image:

Si un conducteur avec un courant est parallèle et adjacent au plan métallique, un courant image de même taille et de sens opposé au courant conducteur est induit sur le plan métallique pour contrecarrer le champ de rayonnement induit par le courant conducteur. S'il est perpendiculaire au plan métallique adjacent, la taille et la direction du courant d'image sont identiques. Donc, si la fréquence du signal est élevée, suivez la théorie de l'image. Il est préférable de terminer le câblage sur la même couche.

3 arrangement stratifié de six couches de panneaux

Méthode 1: Signal Layer 1 est la méthode de câblage la plus sûre

Couche 1: couche de signal 1.

Niveau 2: le cortex terrestre.

Couche 3: couche 2 du signal.

Couche 4: couche de signal 3.

Couche 5: couche de puissance.

Couche 6: couche de signal 4.

Les couches de signal 2, 3 et 4 ont une mauvaise marge de bruit car la quantité de champ magnétique Power plan va passer par les couches de signal 2 et 3 vers GNd plane. Power et GNd plane ne sont pas adjacents, ce qui entraîne une augmentation de l'impédance. Flux Cancellation est pauvre pour les couches de signal 3 et 4, et crosstalk est préoccupé pour les couches de signal 2 et 3.

Étant donné que le bruit sélectionne automatiquement la boucle la moins impédante, les lignes de signal et d'horloge à haute fréquence et à fort rayonnement doivent être aussi proches que possible de la couche GNd.

Comme la couche d'alimentation a différentes divisions telles que 3V, 5V, 12V, la couche d'alimentation est un plan métallique cassé, c'est pourquoi elle n'est pas aussi bonne que GNd comme plan de référence. Par conséquent, le câblage pour Clk, signal et Crystal devrait être proche de la couche GNd qui est la première couche.

Étant donné que le bruit de Power sera sérialisé dans la couche GNd, puis remontera dans la couche Power, le bruit oscillera d'avant en arrière entre les deux couches. La résonance est causée par Power et GNd, généralement entre 30 et 230 MHz, et doit être traitée avec Power et GNd. Éliminez cette bande passante de fréquence. Le procédé consiste principalement à éliminer les sources de bruit et à améliorer la forme d'onde du signal; Ajoutez un condensateur (connecté entre Power et GNd) près du signal haute fréquence pour filtrer le bruit du condensateur.

Deuxième voie:

Couche 1: couche de signal 1.

Couche 2: couche 2 du signal.

Niveau 3: le cortex terrestre.

Couche 4: couche de puissance.

Couche 5: couche de signal 3.

Couche 6: couche de signal 4.

La couche signal 2 est adjacente à la couche GNd et présente une bonne Cancellation flux grâce au théorème d'image.

Les couches Power et GNd sont adjacentes pour réduire l'impédance de la couche power.

Les couches de signal 1, 3 et 4 ont un flux cannellation médiocre et des préoccupations concernant Crosstalk existent.

Si le plan Power a un bon plan de référence, vous devriez choisir la méthode 1, car le Power GNd est un bon plan de référence et il y a beaucoup de couches de lignes à grande vitesse. Si la couche Power est endommagée, vous devez sélectionner la méthode 2. Dans le même temps, la deuxième méthode peut être corrigée en utilisant du cuivre GNd tissé sur les couches de signal 1 et 4.

Méthode trois: (meilleure méthode d'empilement)

Couche 1: couche de signal 1.

Niveau 2: le cortex terrestre.

Couche 3: couche 2 du signal.

Couche 4: couche de puissance.

Couche 5: couche de signal 3.

Couche 6: couche de signal 4.

Les couches de signal 1 et 2 sont adjacentes à la couche GNd et présentent une bonne Cancellation flux.

Pour éviter l'influence du bruit de puissance de la couche signal, il convient d'augmenter la distance du milieu entre la couche puissance et la couche signal 2, ce qui permet de réduire les interférences inter - couches.

Résumé: pour les signaux à grande vitesse, il est préférable de ne perforer que les couches supérieure et inférieure et de ne traverser qu'une couche au milieu. Les couches existantes sont réparties comme suit:

Couche 1: couche de signal 1.

Niveau 2: le cortex terrestre.

Couche 3: couche de puissance.

Couche 4: couche 2 du signal.

Niveau 5: le cortex terrestre.

Couche 6: couche de signal 3.

Remarque: les couches signal et Power doivent être plus petites que la couche GNd de plus de 20h (H étant l'espacement des couches Power GNd), ce qui réduit le rayonnement des bords de la carte de 70%. Pour nos produits actuels, je suggère que la couche signal et la couche Power soient plus petites que la couche GNd de plus de 3 mm.

4 Disposition optimale des panneaux à huit couches

Couche 1: couche de signal 1.

Niveau 2: le cortex terrestre.

Couche 3: couche 2 du signal.

Niveau 4: le cortex terrestre.

Couche 5: couche de puissance.

Couche 6: couche de signal 3.

Niveau 7: le cortex terrestre.

Couche 8: couche de signal 4.

Il y a deux façons: g2p7 et g3p6.

Inconvénients: l'impédance de puissance augmente et plus de couches de signal à haute vitesse peuvent être déployées, ce qui entraînera une diaphonie entre les couches de signal adjacentes.

5 déterminer le nombre de couches de PCB avant le câblage

Le nombre de couches de câblage doit être déterminé tôt dans la conception. Si la conception nécessite l'utilisation de composants BGA (High Density Ball Grid Array), le nombre minimum de couches de câblage nécessaires pour câbler ces appareils doit être pris en compte. Le nombre de couches de câblage et la méthode d'empilement affecteront directement le câblage et l'impédance de la ligne imprimée. Les dimensions des plaques aident à déterminer la méthode d'empilage et la largeur de la ligne d'impression pour obtenir l'effet de conception souhaité.

Pendant des années, on a supposé que plus le nombre de couches d'une carte de circuit imprimé était faible, moins le coût était élevé, mais il existe de nombreux autres facteurs qui peuvent influer sur le coût de fabrication d'une carte de circuit imprimé. Ces dernières années, la différence de coût entre les panneaux multicouches a été considérablement réduite. Il est préférable d'utiliser plus de couches de circuit et de répartir uniformément le cuivre au début de la conception pour éviter de devoir ajouter de nouvelles couches en constatant qu'un petit nombre de signaux ne respectent pas les règles et les exigences spatiales définies avant la fin de la conception. Une planification minutieuse avant la conception réduira de nombreux problèmes de câblage.

Ci - dessus est une introduction à la hiérarchie de la conception de PCB. IPCB est également fourni aux fabricants de PCB et à la technologie de fabrication de PCB.