PCB技術 - 多層PCB設計原理

多層PCB設計原理

多層PCBボードは、通常高速で使用される, 高性能システム, いくつかのパワーまたはグラウンド基準面に使用される, そして、これらの飛行機は通常、パーティションなしの固体平面である. これらの層及び電圧の目的にかかわらず, それらは隣接する信号トレースのための現在のリターン経路として役立つ. 良好な低インピーダンス電流リターンパスを構築する最も重要なことは、合理的にこれらの基準面の設計を計画することである. 代表的なもの 多層PCB スタックの設定.

信号層は主にこれらの金属-固体基準面層の間に配置され、対称ストライプラインまたは非対称ストライプラインを形成する。また、基板の上面と下面（トップとボトム）は、主に部品パッドを配置するために使用される。これらの面には信号用のトレースもあるが、トレースからの直接放射を抑えるため、あまり長くならないようにする。.

Pは通常、参照平面層を表すために使用されるsは信号層を表すTは最上位層を表しますb底層を表す. 以下は 12層PCB回路基板 の構造とレイアウトを示す 多層PCB board, 図6 - 14に示すように. - S - S - P - B ". 以下にいくつかの原理があります 多層PCB デザイン.

基準プレーンのDC電圧を設定する。デカップリングコンデンサは、プリント基板の最上層と最下層にしか配置できない。デカップリング・コンデンサの効果は、配線、パッド、ビアなどの影響接続によって大きく左右されるため、デカップリング・コンデンサを接続するトレースは、できるだけ短く、広く、短くする必要がある。図に示すように、2層目を高速デジタルデバイス（プロセッサーなど）の電源とし、4層目を高速デ ジタルデバイスとする。 また、同じ高速デバイスで駆動される信号トレースは、リファレンスプレーンと同じ電源レイヤーを使用し、この電源レイヤーが高速デバイスの電源となるようにする。

マルチパワー基準平面を決定する：マルチパワー層は、異なる電圧を有するいくつかの物理領域に分割される. 図に示すように, 第11のレイヤーは、マルチパワー層として割り当てられる, それから、近くの第10の層と底層の上のシグナルは、電流が望ましくないリターン経路に遭遇するでしょう, 戻りパスのギャップを引き起こす. 高速信号用, この不当なリターン経路設計は、重大な問題を引き起こすかもしれません. したがって, 高速信号配線は、マルチパワー基準面から遠く離れていなければならない.

複数のグランド銅層は、PCB回路基板のインピーダンスを効果的に低減し、コモンモードEMI.

信号層は、隣接する基準プレーンと強固に結合されるべきである（つまり、信号層と隣接する銅層の間の誘電体厚さは小さいべきである）。

配線の組み合わせを合理的に設計する：複雑な配線を完成するために, 多層PCB基板配線の層間変換は不可避である, そして、同じ信号経路によって、なでれる2つのレイヤーは、「配線組合せ」と呼ばれています. 信号層間のスイッチング, 戻り電流が1つの基準面から他の基準面に滑らかに流れることを保証する必要がある. 事実上, 最も一般的な配線組合せ設計は、1つの基準面から別の基準面への戻り電流を避けることである, しかし、単に基準面の一方の面から別の方向へ流れる. 図に示すように, 3層目と5層目, 5層目と7層目, そして、第7および第9のレイヤーは、配線組合せとして全て使用できる. しかし, 第3層と第9層を配線の組み合わせとして使うのは妥当な設計ではない. それは、第4の層から第6の層まで結合されるリターン電流を必要とする, その後、6層目から8層目まで. このパスは、それが滑らかでないリターン電流のためです. ビアの近くでデカップリングコンデンサを配置することによって、または基準面間の誘電体の厚さを減らすことによって、グランドバウンスを低減することが可能であるが, それは最良の戦略ではなく、実際のシステムでは実装されないかもしれない.

配線方向を設定します。同じ信号層で, 配線方向の大部分が隣接する信号層の配線方向と一致して直交することを保証する. 図に示すように, 第3層および第7層の配線方向は、「南北方向」として設定することができる, そして、第5層と第9層の配線方向を「東西方向」として設定することができる.

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