電子設計 - 多層PCB設計基盤、PCBボードのスタックと階層化

概要

多層PCBは、より良い電磁互換性のために設計されている。適切なスタックはEMIの遮蔽と抑制に役立ちます。

2つの多層PCB設計基礎

多層PCBの電磁結合解析は、電磁誘導のキールホーフ法則とファラデー法則に基づくことができる。

以上の2つの規則に基づいて、多層プリント基板の積層は以下の基本原則に従うべきである：

1.電源平面はできるだけ接地平面に近く、接地平面の下にあるべきである。

1つの場合、一般的な方法であり、S 1は良い配線層である。S 2。しかし、電力平面インピーダンスは悪い。S 3層に対するS 2の影響に注意して配線する。

B、S 2層は最良の配線層であり、S 3層である。電源平面インピーダンスは良好です。

Cの場合、この場合は6枚の板の場合であり、S 1、S 2、S 3はいずれも良い配線層である。電源平面インピーダンスは良好です。配線層の最初の2つの場合に1つ足りないのが玉に瑕です。

ケースDでは、6層板の性能は前3層板より優れているが、配線層は前2層板より小さい。これは主にバックプレーンに使用されます。

2.配線層は画像平面層に隣接して配置されなければならない。

3.電源と地層インピーダンス。ここで、電源インピーダンスZ 0=但し、Dは電源平面と接地平面との間の間隔である。Wは平面間の面積である。

（4）中間層にリボン線を形成し、表面にマイクロストリップ線を形成する。それらは異なる特性を持っている。

（5）重要な信号線は地層に近づくべきである。

3.PCBボードのスタックと階層化

1.二重板。このボードは低速設計でのみ使用できます。EMCは劣っています。

2.4階建て。以下のレイヤー順になります。次に、異なる積層体の利点と欠点を説明する。

注：S 1信号配線層1、S 2信号配線層2、GND接地電源層

ケースAは、4つの層のうちの1つであるべきです。外層は地層であるため、EMIに対して遮蔽作用がある。同時に、給電層は信頼性があり、地層に近く、給電内部抵抗を小さくし、効果を得た。しかし、この場合は板密度が比較的大きい場合には使用できません。層の完全性を保証することはできないので、第2層の信号はさらに悪くなります。また、この構成は、プレート全体の大電力消費の場合には使用できない。

ケースBは私たちが一般的に使用している方法です。回路基板の構造から見ると、高速デジタル回路設計には適していません。この構造では低電力インピーダンスを維持することは難しい。2 mmのプレートを例にとると、Z 0=50オームです。線幅8 milまで。銅箔の厚さは35ミクロンである。したがって、信号層と地層の中央部は0.14 mmである。地層と動力層は1.58 mmである。これにより、電源の内部抵抗が大幅に増加します。この構造では、放射線は空間的であるため、EMIを低減するために遮蔽板が必要である。

C.の場合、S 1層上の信号線の品質。S 2.EMIシールド。しかし、電源インピーダンスは大きく、ボード全体の消費電力が高く、ボードが干渉源であるか、干渉源に隣接している場合に使用することができます。

A 10積層板に6つの信号層がある場合は、A、B、Cの3つの積層順序があります。Aはい、Cは次で、Bはもっと悪いです。他の状況（リストされていない）は、これらの状況よりも悪化しています。ケースAにおいて、S 1及びS 6はより良い配線層である。S2、S3、S5。電源層とGND層との間の距離は、S 5と電源層との間の間隔によって決定される。これにより、GND層とPOWER層のPOWER平面インピーダンスが保証されない可能性がある。Dケースは10層板材の総合性能の積層順序と言うべきである。各信号層は素晴らしい配線層である。EとFはバックプレーンに使用されます。ただし、FはEよりもEMCに対するシールド効果が優れています。欠点は、2つの信号層が接続されているため、配線に注意する必要があります。

要するに、PCBの階層化と積層は比較的複雑な問題である。考慮すべき要素がたくさんある。しかし、実現したい機能に必要な重要な要素を覚えておく必要があります。このようにして、私たちの要求に合ったPCBの階層化とスタック順序を見つけることができます。