PCB Tecnico - Principi di progettazione PCB multistrato

Principi di progettazione PCB multistrato

Le schede PCB multistrato sono solitamente utilizzate in sistemi ad alta velocità e ad alte prestazioni, alcuni dei quali sono utilizzati per piani di riferimento di potenza o terra, e questi piani sono solitamente piani solidi senza partizioni. Indipendentemente dallo scopo di questi strati e dalla tensione, serviranno come percorsi di ritorno della corrente per tracce di segnale adiacenti. La cosa più importante per costruire un buon percorso di ritorno della corrente a bassa impedenza è pianificare ragionevolmente la progettazione di questi piani di riferimento. Mostrata è una tipica configurazione di stack PCB multistrato. Lo strato di segnale si trova principalmente tra questi strati di piano di riferimento solidi metallici, formando una stripline simmetrica o una stripline asimmetrica. Inoltre, le superfici superiori e inferiori (superiore e inferiore) della scheda sono utilizzate principalmente per posizionare i cuscinetti dei componenti. Ci sono anche alcune tracce di segnale su di loro, ma non dovrebbero essere troppo lunghe per ridurre la radiazione diretta dalle tracce.

P è solitamente usato per rappresentare lo strato del piano di riferimento; S rappresenta il livello del segnale; T rappresenta lo strato superiore; B rappresenta lo strato inferiore. Di seguito è riportato un circuito stampato PCB a 12 strati per illustrare la struttura e il layout della scheda PCB multistrato, come mostrato nella Figura 6-14. I seguenti sono alcuni principi per la progettazione di PCB multistrato.

1. Impostare la tensione CC per il piano di riferimento: Una misura importante per risolvere l'integrità di potenza è utilizzare condensatori di disaccoppiamento. I condensatori di disaccoppiamento possono essere posizionati solo sugli strati superiori e inferiori del PCB. L'effetto dei condensatori di disaccoppiamento sarà gravemente influenzato dalla connessione L'influenza di linee, pad e vias richiede che le tracce che collegano i condensatori di disaccoppiamento siano il più brevi e larghe possibile e le vias siano il più brevi possibile. Come mostrato nella figura, il secondo strato è impostato come alimentatore per dispositivi digitali ad alta velocità (come i processori); il quarto strato è impostato come terreno digitale ad alta velocità; e l'alimentazione di disaccoppiamento è posizionata sullo strato superiore del circuito stampato; Questo è un tipo di disegno più ragionevole. Inoltre, cercare di assicurarsi che le tracce del segnale guidate dallo stesso dispositivo ad alta velocità utilizzino lo stesso livello di potenza del piano di riferimento e questo livello di potenza sia la fonte di alimentazione del dispositivo ad alta velocità.2. Determinare il piano di riferimento multi-potenza: lo strato multi-potenza sarà diviso in diverse aree fisiche con tensioni diverse. Come mostrato nella figura, l'undicesimo livello viene assegnato come livello multi-potenza, quindi il prossimo decimo livello e il segnale sul livello inferiore La corrente incontrerà un percorso di ritorno indesiderabile, causando lacune nel percorso di ritorno. Per i segnali ad alta velocità, questa progettazione irragionevole del percorso di ritorno può causare gravi problemi. Pertanto, il cablaggio del segnale ad alta velocità dovrebbe essere lontano dal piano di riferimento multi-potenza.3. Gli strati multipli di rame macinato possono ridurre efficacemente l'impedenza del circuito stampato PCB e ridurre la modalità comune EMI.4. Lo strato del segnale dovrebbe essere strettamente accoppiato con il piano di riferimento adiacente (cioè, lo spessore dielettrico tra lo strato del segnale e lo strato di rame adiacente dovrebbe essere piccolo); Il rame di potenza e il rame macinato dovrebbero essere strettamente accoppiati.5. Progettare ragionevolmente la combinazione di cablaggio: per completare il cablaggio complesso, la conversione strato a strato del cablaggio della scheda PCB multistrato è inevitabile e i due strati abbracciati dallo stesso percorso del segnale sono chiamati "combinazione di cablaggio". Quando si passa da uno strato all'altro del segnale, è necessario assicurarsi che la corrente di ritorno possa scorrere senza intoppi da un piano di riferimento a un altro piano di riferimento. Infatti, la progettazione di combinazione di cablaggio più comune è quella di evitare che la corrente di ritorno fluisca da un piano di riferimento ad un altro, ma semplicemente fluisca da una superficie del piano di riferimento ad un'altra. Come mostrato nella figura, il terzo e il quinto strato, il quinto e il settimo strato e il settimo e il nono strato possono tutti essere utilizzati come combinazione di cavi. Tuttavia, non è un design ragionevole utilizzare il terzo e il nono strato come combinazione di cablaggio. Richiede che la corrente di ritorno sia accoppiata dal 4 ° strato al 6 ° strato, e poi dal 6 ° strato all'8 ° strato. Questo percorso è per la corrente di ritorno Non è liscio. Sebbene sia possibile ridurre il rimbalzo al suolo posizionando condensatori di disaccoppiamento vicino ai vias o riducendo lo spessore del dielettrico tra i piani di riferimento, non è una strategia migliore e potrebbe non essere implementata nei sistemi reali.6. Impostare la direzione di cablaggio: sullo stesso livello di segnale, assicurarsi che la maggior parte delle direzioni di cablaggio siano coerenti e ortogonali alla direzione di cablaggio degli strati di segnale adiacenti. Come mostrato nella figura, le direzioni di cablaggio del 3 ° e 7 ° strato possono essere impostate come la direzione "nord-sud" e le direzioni di cablaggio del 5 ° e 9 ° strato possono essere impostate come la direzione "est-ovest".

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