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PCB Tecnico

PCB Tecnico - Considerazioni sulla progettazione degli stack PCB

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PCB Tecnico - Considerazioni sulla progettazione degli stack PCB

Considerazioni sulla progettazione degli stack PCB

2020-09-12
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Author:Dag

A quali problemi dovrebbe essere prestata attenzione nella progettazione di stack PCB? Lascia che te lo dicano gli ingegneri dell'Ipcb.

Ci sono due regole da seguire quando si progetta uno stack.

1. Ogni strato di routing deve avere uno strato di riferimento adiacente (alimentatore o strato);

2. La distanza tra lo strato di potenza principale adiacente e lo strato dovrebbe essere mantenuta per fornire una maggiore capacità di accoppiamento.

5.2.jpg

Facciamo un esempio di tavole a due, quattro e sei strati per illustrare:

Opzione 1

Laminazione di PCB singolo lato e PCB doppio lato

Per la scheda a due strati, il controllo delle radiazioni EMI è considerato principalmente dal cablaggio e dal layout.

Il problema EMC della scheda monostrato e della scheda a doppio strato è sempre più evidente. La ragione principale di questo fenomeno è che l'area del loop del segnale è troppo grande, il che non solo produce forti radiazioni elettromagnetiche, ma rende anche il circuito sensibile alle interferenze esterne. Al fine di migliorare la compatibilità elettromagnetica delle linee di trasmissione, il modo semplice è ridurre l'area del ciclo dei segnali chiave, che si riferiscono principalmente ai segnali forti di radiazione e ai segnali sensibili.

Le piastre a singolo e doppio strato sono solitamente utilizzate nella progettazione di simulazione a bassa frequenza inferiore a 10kHz

1) L'alimentazione elettrica nello stesso strato è disposta in modo radiale e la lunghezza totale della linea è fusa;

2) L'alimentazione elettrica e il cavo di massa devono essere vicini l'uno all'altro; accanto alla linea del segnale chiave deve essere posizionato un cavo di massa, il più vicino possibile alla linea del segnale. In questo modo, si forma un'area loop più piccola e si riduce la sensibilità della radiazione in modo differenziale alle interferenze esterne.

3) Se è un circuito stampato a doppio strato, un cavo di terra può essere posato lungo la linea del segnale dall'altro lato del circuito stampato, vicino alla linea del segnale e la linea dovrebbe essere il più ampia possibile.

Opzione 2

Laminazione di lastre a quattro strati

1. SIGGND(PWR)-PWR (GND)-SIG;

2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;

Il problema potenziale con i due modelli laminati di cui sopra è il tradizionale spessore della piastra da 1,6 mm (62 mil). La spaziatura dello strato diventerà molto grande, il che non favorisce il controllo dell'impedenza, dell'accoppiamento dello strato intermedio e della schermatura; In particolare, la grande distanza tra gli strati di potenza riduce la capacità della piastra e non favorisce il filtraggio del rumore.

Questo schema è solitamente utilizzato nel caso di più chip di bordo. Questo schema può ottenere migliori prestazioni Si, ma non è molto buono per le prestazioni EMI. È controllato principalmente da routing e altri dettagli.

Il secondo schema viene solitamente utilizzato quando la densità del chip sulla scheda è abbastanza bassa e c'è abbastanza area intorno al chip. In questo schema, lo strato esterno del PCB è tutto strato e i due strati centrali sono segnale / strato di potenza. Dal punto di vista del controllo EMI, questa è la struttura PCB a 4 strati esistente.

Attenzione principale: la distanza tra gli strati di miscelazione del segnale e del potere dei due strati centrali dovrebbe essere aperta e la direzione del cablaggio dovrebbe essere verticale per evitare crosstalk; l'area del comitato di controllo dovrebbe essere adeguata per rispecchiare la regola delle 20h.

5.jpg

Opzione 3

Laminazione di lastre a sei strati

Per la progettazione con alta densità del chip e alta frequenza dell'orologio, la progettazione del bordo a 6 strati dovrebbe essere considerata

1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;

Lo strato di segnale è adiacente allo strato di terra, lo strato di potenza e lo strato di terra sono accoppiati. L'impedenza di ogni strato può essere ben controllata e i due strati possono assorbire le linee magnetiche.

2.GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;

Questo schema è adatto solo per il caso in cui la densità del dispositivo non è molto alta. Questa pila ha tutti i vantaggi della pila superiore e il piano di terra dello strato superiore e dello strato inferiore è relativamente completo, quindi può essere utilizzato come uno strato di schermatura migliore. Pertanto, i risultati dell'IME sono migliori degli altri sistemi.

Riassunto: rispetto al secondo schema, il costo del secondo schema sarà notevolmente aumentato. Pertanto, di solito scegliamo uno schema quando impiliamo.