Technologie PCB - Usine de carte de circuit imprimé: méthode de conception laminée pour une à huit couches de carte de circuit imprimé

Usine de carte de circuit imprimé: méthode de conception laminée pour une à huit couches de carte de circuit imprimé

L'arrangement d'empilement de l'usine de carte de circuit imprimé est la base de la conception de l'ensemble du système de carte PCB multicouche. Si la conception de stratifié est défectueuse, elle finira par affecter les performances EMC de la machine entière. En général, les conceptions stratifiées doivent respecter deux règles: 1. Chaque couche de câblage doit avoir une couche de référence adjacente (couche d'alimentation ou couche de terre); Deuxièmement, les couches d'alimentation principale et de mise à la terre adjacentes doivent être maintenues à une distance minimale pour fournir une plus grande capacité de couplage; L'empilement d'une carte PCB à une seule couche à une carte à huit couches est présenté ci - dessous: (1) carte à une seule face et empilement de carte à deux faces pour les cartes à deux faces, il n'y a plus de problème de laminage en raison du petit nombre de couches. Le contrôle du rayonnement EMI est principalement considéré en termes de câblage et de disposition; Les problèmes de compatibilité électromagnétique des cartes à une couche et des cartes à double face sont de plus en plus importants. La principale cause de ce phénomène est la surface excessive de la boucle de signal, qui produit non seulement un rayonnement électromagnétique intense, mais rend également le circuit sensible aux perturbations extérieures. Pour améliorer la compatibilité électromagnétique d'un circuit, le moyen le plus simple est de réduire la zone de boucle des signaux critiques. Signaux critiques: du point de vue de la compatibilité électromagnétique, les signaux critiques se réfèrent principalement aux signaux qui génèrent un rayonnement intense et aux signaux sensibles au monde extérieur. Les signaux susceptibles de générer un rayonnement intense sont généralement des signaux périodiques, par example des signaux d'ordre inférieur d'horloge ou d'adresse. Les signaux sensibles aux interférences sont des signaux analogiques de niveau inférieur. Les conceptions analogiques à basse fréquence inférieures à 10 kHz: 1 utilisent généralement des cartes à une et deux couches. Les traces d'alimentation sur une même couche sont câblées radialement et la longueur totale de la ligne est minimisée; 2. Lorsque le cordon d'alimentation et le fil de terre sont connectés, ils doivent être proches l'un de l'autre; Placez un fil de terre à côté du fil de signal de la clé, qui doit être aussi proche que possible du fil de signal. De cette façon, une zone de boucle plus petite est formée et la sensibilité du rayonnement de mode différentiel aux perturbations extérieures est réduite. Lorsque vous ajoutez une ligne de masse à côté de la ligne de signal, une boucle de la plus petite surface est formée et le courant de signal va certainement prendre cette boucle et pas les autres lignes de masse. 3. S'il s'agit d'une carte à double couche, vous pouvez suivre la ligne de signal de l'autre côté de la carte, placer la ligne de terre juste en dessous de la ligne de signal et rendre la première ligne aussi large que possible. La zone de boucle ainsi formée est égale à l'épaisseur de la carte PCB multipliée par la longueur de la ligne de signal. (2) empilement de cartes à quatre couches méthode d'empilement recommandée: 1. Sigle ¼ GNd (PWR) ï ¼ PWR (GNd) ï 1 / 4 sigle; 2. Gndï¼ SIG (PWR) ï¼ SIG (PWR) ï 1 / 4 GNd; Pour les deux conceptions d'empilement de carte ci - dessus, le problème potentiel est l'épaisseur de carte traditionnelle de 1,6 mm (62 mil). L'espacement des couches deviendra très important, ce qui n'est pas seulement préjudiciable au contrôle de l'impédance, du couplage inter - couches et du blindage; En particulier, le grand écartement entre les plans de masse de l'alimentation diminue la capacité de la carte au détriment du bruit filtré. Pour la première solution, il est généralement appliqué dans le cas où il y a plus de puces sur la carte. Ce schéma permet d'obtenir de meilleures performances si, mais n'est pas très bon pour les performances EMI. Il est principalement contrôlé par le câblage et d'autres détails. Remarque principale: la couche de terre est placée sur la couche de connexion de la couche de signal la plus dense en signaux, favorisant l'absorption et la suppression du rayonnement; Augmentez la surface de la plaque pour refléter la règle 20h.

Pour la deuxième solution, elle est généralement utilisée lorsque la densité de puces sur la carte est suffisamment faible et qu'il y a une surface suffisante autour de la puce (mise en place de la couche de cuivre d'alimentation requise). Dans ce schéma, la couche externe de la carte PCB est une couche de terre et les deux couches intermédiaires sont des couches de signal / alimentation. L'alimentation sur la couche de signal utilise un câblage de ligne large, ce qui peut rendre l'impédance du trajet du courant d'alimentation plus faible, l'impédance du trajet microruban du signal est également plus faible, et le rayonnement du signal de la couche interne peut également être masqué par la couche externe. Du point de vue du contrôle EMI, c'est la meilleure structure de PCB à 4 couches actuellement disponible. Remarque principale: la distance entre les deux couches intermédiaires de la couche de mélange de signal et de puissance doit être élargie et la direction de câblage doit être verticale pour éviter la diaphonie; La surface de la plaque doit être contrôlée de manière appropriée pour refléter la règle 20h; Si vous souhaitez contrôler l'impédance de câblage, la solution ci - dessus doit être câblée très soigneusement. Placez - la sous un îlot de cuivre pour l'alimentation et la mise à la terre. En outre, le cuivre sur l'alimentation ou la couche de mise à la terre doit être interconnecté autant que possible pour assurer les connexions DC et basse fréquence. (3) empilement de six couches de carte de circuit imprimé pour la conception de la densité de puce plus élevée et de la fréquence d'horloge plus élevée, la conception de six couches de carte de circuit imprimé doit être considérée méthode d'empilement recommandée: 1. Sigï¼ gndï¼; Avec ce schéma, un tel schéma d'empilement permet d'obtenir une meilleure intégrité du signal, la couche de signal étant adjacente à la couche de terre, la couche de puissance et la couche de terre étant appariées, l'impédance de chaque couche de câblage pouvant être mieux contrôlée et les deux couches permettant une bonne absorption des lignes de champ magnétique. Il peut fournir un meilleur chemin de retour pour chaque couche de signal lorsque les couches d'alimentation et de mise à la terre sont intactes. 2. Gndï¼ sig¼ gndï¼ pwrï¼; Avec une telle solution, qui n'est applicable que si la densité de dispositifs n'est pas très élevée, un tel empilement présente tous les avantages d'un empilement supérieur et les couches de terre des couches supérieure et inférieure sont relativement complètes et peuvent être utilisées comme un meilleur blindage. Il est à noter que la couche de puissance doit être proche des couches qui ne sont pas la surface du composant principal, car le plan de la couche inférieure sera plus complet. Par conséquent, les performances EMI sont meilleures que la première solution. Résumé: pour un schéma de carte à six couches, la distance entre la couche d'alimentation et la couche de terre doit être minimisée pour obtenir un bon couplage d'alimentation et de terre. Cependant, bien que l'épaisseur de la plaque soit de 62 mil et que l'espacement des couches soit réduit, il n'est pas facile de contrôler l'espacement entre l'alimentation principale et la couche de terre. En comparant le premier programme avec le deuxième, le coût du deuxième programme augmentera considérablement. Par conséquent, nous choisissons généralement la première option lorsque nous empilons. Lors de la conception, en suivant la règle 20h et la conception de la couche spéculaire règle (4) empilement de huit couches de cartes de circuits imprimés Substrats de circuits huit couches utilisent généralement les trois méthodes d'empilement suivantes 1. Ce n'est pas une bonne méthode de laminage en raison de la mauvaise absorption électromagnétique et de la grande impédance d'alimentation. Sa structure est la suivante: 1 signal 1 surface de l'élément, couche de trace microruban 2 Signal 2 couche de trace microruban interne, meilleure couche de câblage (direction X) 3 circulaire 4 signal 3 couche de trace microruban, meilleure couche de câblage, (Direction y) 5 signal 4 couche de trace microruban 6 alimentation 7 Signal 5 couche de trace microruban interne 8 signal 6 trace microruban 2. C'est une variante de la troisième méthode d'empilement. Il présente de meilleures performances EMI grâce à l'ajout de la couche de référence et permet un bon contrôle de l'impédance caractéristique de chaque couche de signal.1 surface de l'élément de signal, couche de câblage microruban, bonne couche de câblage 2 Formation circulaire, bonne capacité d'absorption des ondes électromagnétiques 3 couche de câblage ruban signal 2, bonne couche de câblage 4 couche d'alimentation, Et la couche de terre sous - jacente forment une bonne absorption électromagnétique 5 forme circulaire 6 signal 3 ruban ligne couche de routage, une bonne couche de routage 7 couche de puissance, avec une grande impédance d'alimentation 8 signal 4 microbande couche de câblage, une bonne couche de câblage 3. La meilleure méthode d'empilement, grâce à l'utilisation d'un plan de référence de sol multicouche, il a une très bonne capacité d'absorption géomagnétique.1 surface de l'élément Signal1, couche de câblage microruban, bonne couche de câblage 2 couche de mise à la terre, bonne capacité d'absorption des ondes électromagnétiques 3 couche de câblage ruban signal2, bonne couche de câblage 4 couche d'alimentation, Et la couche de mise à la terre sous - jacente forment une bonne absorption électromagnétique 5 couche de mise à la terre 6 couche de câblage ruban signal3, une bonne couche de câblage 7 couche de mise à la terre, une bonne capacité d'absorption des ondes électromagnétiques 8 couche de câblage microruban signal3, une excellente couche de câblage 3, Résumé comment choisir le nombre de couches à utiliser pour la conception et la méthode d'empilage dépend de nombreux facteurs tels que le nombre de réseaux de signaux sur la carte, la densité du dispositif, la densité du code PIN, la fréquence du signal, la taille de la carte PCB, etc. nous devons considérer ces facteurs ensemble.