PCB技術 - 回路基板工場回路基板の1層から8層の積層設計法

回路基板工場回路基板の1層から8層の積層設計法

の積み重ね配列 サーキットボードファクトリー システム全体の設計の基礎です PCB多層基板. 積層設計が欠陥の場合, それは最終的に全体のマシンのEMC性能に影響します. 一般に, the laminated design must comply with two rules:

1. Each wiring layer must have an adjacent reference layer (power or ground layer);

Second, the adjacent main パワーレイヤー and ground layer should be kept at a minimum distance to provide a larger coupling capacitance;

The stackups from a 単層PCBボード to an eight-layer circuit board are listed below:

(1) Single-sided circuit board and 両面回路基板 stack

For double-sided boards, 少数の層のために, もはや積層の問題はない. The control of EMI radiation is mainly considered from the wiring and layout;

The electromagnetic compatibility problem of 単層回路板 and 両面回路基板sはますます顕著になっている. この現象の主な理由は、信号ループ領域が大きすぎることである, 強い電磁波しか発生しない, しかし、回路も外部干渉に敏感になる. 回路の電磁両立性を改善する, 最も簡単な方法は、キー信号のループ領域を減らすことである.

キー信号：電磁両立性の観点から, 主信号は、主に強い放射線を発する信号と外側の世界に敏感な信号を指す. 強い放射線を発生させる信号は一般に周期的な信号である, クロックまたはアドレスの下位の信号のような. 干渉に敏感な信号は、低レベルのアナログ信号である.

Single and double-layer boards are usually used in low-frequency analog designs below 10KHz:

1. 同じ層上のパワートレースは、半径方向にルーティングされる, and the total length of the lines is minimized;

2. 電源および接地線が接続されるとき, 二人は仲が良いキー信号線の横に接地線を置く, そして、この接地線は、信号線20まで可能な限り近くなければならない. このように, 小さいループ領域が形成され、外部干渉に対する差動モード放射線の感度が低下する. 信号線の隣に接地線を加えると, 最小面積のループが形成される, そして、信号電流は確かに他の接地線の代わりにこのループを取るでしょう.

3. Aならば 二層回路基板, 回路基板の反対側に信号線に沿って接地線を置くことができます, 信号線直下, 最初の行をできるだけ広くする. このようにして形成されたループ領域は PCB回路基板 信号線の長さを掛けた.

(2) Stacking of four-layer circuit boards

Recommended stacking method:

1. SIG－GND(PWR)－PWR(GND)－SIG;

2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND;

For the above two circuit board stack designs, 潜在的な問題は伝統的な1です.6mm (62mil) board thickness. 層間隔は非常に大きくなる, インピーダンスを制御するのに好ましくない, 層間結合と遮蔽特に、電源グランドプレーン間の大きな間隔は、基板キャパシタンスを減少させ、ノイズをフィルタリングするのに役立たない.

第一次, それは通常、ボード上のより多くのチップがある状況に適用されます. この方式はより良いSi性能を得ることができる, EMI性能にはあまり良くない. 主に配線などにより管理される. 主な注意：接地層は、信号層の接続層に最も強い信号を有する, 放射線を吸収し、抑制するのに有益である20 hルールを反映するためにボードの面積を増やす.

第二の解決策, it is usually used when the chip density on the board is low enough and there is enough area around the chip (place the required power copper layer). この計画で, の外側の層 PCB回路基板 基底層, そして、中間の2つの層は、信号です/power layer. 信号層上の電源は、広い線でルーティングされる, これは、電源電流の経路インピーダンスを低くすることができる, また、信号マイクロストリップパスのインピーダンスも低い, また、内側層の信号放射線は、外層によって遮蔽され得る. EMI制御の展望から, これは、利用可能な最高の4層のPCB構造です. 主な注意：信号と電力混合層の中間2層間の距離を広げるべきである, そして、配線方向はクロストークを避けるために垂直でなければならないボードエリアは、20 hルールを反映するように適切に制御する必要があります配線インピーダンスを制御する場合, 上記の解決策は、電源と接地のために銅島の下に配置された、非常に慎重に発送されるべきである. 加えて, 電源または接地層上の銅は、DCおよび低周波接続性を確保するために、できるだけ相互接続されるべきである.

(3) Stacking of six-layer circuit boards

For the design with higher chip density and higher clock frequency, the design of 6-layer board should be considered

Recommended stacking method:

1. SIG－GND－SIG－PWR－GND－SIG;

For this kind of scheme, この種の積層方式は、より良い信号完全性を得ることができる, 信号層は、接地層14に隣接している, パワー層と接地層は対をなす, 各配線層のインピーダンスをより良好に制御することができる, 二つの層は磁力線をよく吸収できる. そして、電源および接地層が無傷であるとき, これは、各信号層の良いリターンパスを提供することができます.

2. GND－SIG－GND－PWR－SIG－GND;

For this kind of scheme, この種の方式は、デバイス密度があまり高くない状況に適している, この種の積層は、上部積層のすべての利点を有する, そして、上下層のグランドプレーンは、比較的完全である, 使用するシールド層として使用することができます. パワー層は、主表面でない層に近接しているべきであることに留意すべきである, 底層の平面がより完全であるので. したがって, EMI性能は第1解より優れている.

要約：6層回路基板方式, 電力層と接地層との間の距離は、良好な電力および接地結合を得るために最小化されるべきである. しかし, 基板の厚さは62 milであり、層間隔は減少している, 主電源と接地層との間の間隔を小さくするのは容易ではない. 第1の方式を第2の方式と比較すること, 第2計画のコストは大きく増加する. したがって, 我々は通常、最初のオプションを選択スタック. 設計時, follow the 20H rule and the mirror layer rule design

(4) Stacking of eight-layer circuit boards

Eight-layer circuit boards usually use the following three stacking methods

1. これは、不十分な電磁吸収及び大きな電源インピーダンスによる良好な積層方法ではない. Its structure is as follows:

コンポーネント1面, microstrip trace layer

2Signal2 internal マイクロストリップ配線層, better wiring layer (X direction)

3Ground

4Signal3 stripline routing layer, better routing layer (Y direction)

5Signal4 stripline routing layer

6Power

7Signal5 internal マイクロストリップ配線層

8Signal6 microstrip trace layer

2. 第三の積層方法の変形. 参照レイヤーの加算のために, より良いEMIパフォーマンス, そして、各信号層の特性インピーダンスを良好に制御することができる.

1Signal1 component surface, microstrip wiring layer, good wiring layer

2Ground formation, good electromagnetic wave absorption ability

3Signal2 stripline routing layer, good routing layer

4Power power layer, and the ground layer below form excellent electromagnetic absorption

5Ground formation

6Signal3 stripline routing layer, good routing layer

7Power stratum, with large power supply impedance

8Signal4 microstrip wiring layer, good wiring layer

3. ベストスタッキング法, 多層接地基準面の使用のために, それは非常に良い地磁気吸収能力を持って.

コンポーネント1面, microstrip wiring layer, good wiring layer

2 Ground stratum, good electromagnetic wave absorption ability

3 Signal2 stripline routing layer, good routing layer

4 Power layer, and the ground layer below form excellent electromagnetic absorption

5 Ground

6 Signal3 stripline routing layer, good routing layer

7 Ground stratum, good electromagnetic wave absorption ability

8 Signal4 microstrip wiring layer, good wiring layer

Three, summary

How to choose how many layers of boards are used for design and what method of stacking depends on many factors such as the number of signal networks on the circuit board, デバイス密度, ピン密度, 信号周波数, PCBボード 大きさなど. これらの要因を包括的に考慮しなければならない.