PCB技術 - PCB回路基板スタック基準

PCB回路基板スタック基準

Definition of terms: SIG: signal layer; GND: ground layer; PWR: power layer;

The stacking arrangement of the 回路基板 システム全体の設計の基礎です PCB. 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、積層設計は2つの規則に従わなければならない。

それぞれの配線層は、隣接する基準層（電源または接地層）を有する

隣接する主電力層および接地層は、より大きな結合容量を提供するために最小距離に保たれるべきである

二層ボードから10層ボードまでのスタックは以下の通りです。

シングルと二重パネルの2.1の積み重ね;

二層板用, 少数の層のために, もはや積層の問題はない. EMI放射の制御は主に配線とレイアウトから考えられるの電磁両立性問題 単層板 ダブルボードはますます顕著になってきている. 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、キー信号は主に強い放射線と外の世界に敏感である信号を発生する信号を指します。強い放射を発生させることができる信号は、一般に、クロックまたはアドレスの下位信号のような周期的な信号である。干渉に敏感な信号は、低レベルのアナログ信号である。

単層および2層ボードは通常10 kHz以下の低周波アナログ設計で使用される。

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、ラインの全長が最小化される

2電源と接地線を走らせるとき、それらは互いに近くにあるべきですキー信号線の側に接地線を配置し、この接地線は信号線に可能な限り近くなければならない。このようにして、小さな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、信号電流は他の接地線の代わりに確実にこのループを取る。

3 If it is a 二層回路基板, あなたは、線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 回路基板, 信号線のすぐ下, そして、最初のワイヤーは、できるだけ広いべきです. このようにして形成されたループ領域は 回路基板 信号線の長さを掛けた.

2.2層のボードのスタック；

推奨スタッキング法

2.2.1 sigの活力のある1つの1つの単位は、1 / 5 pwh（PWR）を起こします

2.2.2 GNDのIE 1 , 1 , 5 SIG ( PWR ) POSION 1 , 4 - SIG SIG ( PWR )

上記の2つの積層設計のために、潜在的な問題は、従来の1.6 mm（62 mil）板厚のためである。層間隔は非常に大きくなり、インピーダンス、層間結合及び遮蔽を制御するのに好ましくない特に、電源グランドプレーン間の大きい間隔は、ボード静電容量を減らして、ノイズをフィルタリングするために導通しない。

第1の方式では、ボード上のチップが多い状況に通常適用される。この方式は優れたsi性能を得ることができ，emi性能にはあまり良くない。主に配線などの制御を行う。主な注意：接地層は、放射線を吸収し、抑制するのに有益な、最も薄い信号を有する信号層の接続層に配置される20 hのルールを反映するボードの面積を増やします。

第2の解決策としては、基板上のチップ密度が十分低く、チップの周囲に十分な面積（必要なパワー銅層を配置する）が用いられる。このスキームでは、PCBの外層はすべて接地層であり、中間の2層は信号／電力層である。信号層上の電源は、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幅広ラインでルーティングされ、信号マイクロストリップパスのインピーダンスも低く、また、内側層の信号放射は外層によって遮蔽され得る。EMI制御の観点から、これは利用できる最高の4 -層PCB構造です。主な注意：信号と電力混合層の中間層の間の距離を広げる必要があり、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には、銅島の下に配置された配線を電源・接地用に配線するのに非常に慎重である。加えて、電源または接地層上の銅は、DCおよび低周波数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。

2.3層のボードのスタック；

より高いチップ密度およびより高いクロック周波数を有する設計のためには、6層基板の設計を考慮すべきである

推奨スタッキング法

2.3.1 sig - sise 1 , 1 , 0 - GNDは、1 , 1 , 000 sigのSIMを意味します。

この種のスキームにおいて、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、信号層は接地層に隣接し、電力層および接地層は対になっており、各配線層のインピーダンスはより良好に制御され、2つの層は磁力線を良好に吸収することができる。そして、電源および接地レイヤーが無傷であるときに、それは各々のシグナル・レイヤーのためのより良いリターンパスを提供できる。

2.3.2 GNDの1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 2 , 3 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 ,

この種のスキームにおいて、この種のスキームは、デバイス密度があまり高くない状況に適したものであり、この種のラミネーションは、上部積層の全ての利点を有し、上部層と底部層のグランドプレーンは比較的完全であり、使用するより良い遮蔽層として使用することができる。パワー層は、主層表面ではない層に近接している必要がある。したがって、EMI性能は第1の解より優れている。

要約：6層ボード方式では，パワー層と接地層との間の距離を最小化し，良好なパワーとグラウンド結合を得る。しかし、基板の厚さは62 milであり、層間隔を小さくしているが、主電源とグランド層との間隔を小さくすることは容易ではない。第1の方式を第2の方式と比較すると、第2のスキームのコストは大きく増加する。したがって、我々は通常、スタック時に最初のオプションを選択します。デザインの場合、20 hルールとミラー層ルール設計に従ってください

8層のボードの2.4スタック；登録不要

つの層板は、通常以下の3つの積み重ね方法を使用します

2.4.1これは、不十分な電磁吸収と大きな電源インピーダンスのために良い積層方法でありません。その構造は以下の通りである。

1信号1成分表面、マイクロストリップ配線層

2信号2内部マイクロストリップ配線層、より良い配線層（X方向）

3グラウンド

4信号3ストリップラインルーティング層、より良いルーティング層（Y方向）

5信号4ストリップラインルーティング層

6パワー

7信号5内部マイクロストリップ配線層

8信号6マイクロストリップトレース層

2.4.2は第3の積層方法の変形例である。リファレンス層の添加により、より良好なEMI性能を有し、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。

1信号1成分表面、マイクロストリップ配線層、良好な配線層

2地層、良い電磁波吸収能力

3信号2ストリップラインルーティング層、良いルーティング層

4パワーパワー層は、以下のグランド層と優れた電磁吸収を形成する

5グラウンド

6信号3ストリップラインルーティング層、良いルーティング層

7電源接地層、大きな電源インピーダンス

8信号4マイクロストリップ配線層、良い配線層

2.4.3最良の積層方法は、多層接地基準面の使用により、非常に良好な地磁気吸収能力を有する。

1信号1成分表面、マイクロストリップ配線層、良好な配線層

2地層、良い電磁波吸収能力

3信号2ストリップラインルーティング層、良いルーティング層高速ダウンロード

4パワーパワー層は、以下のグランド層と優れた電磁吸収を形成する

5グラウンド

6信号3ストリップラインルーティング層、良いルーティング層

7地層、良い電磁波吸収能力

8信号4マイクロストリップ配線層、良い配線層

2.5概要

どのようにボードの多くの層を選択する方法を設計し、それらをスタックする方法は、ボード上の信号ネットワークの数、デバイス密度、ピン密度、信号周波数、ボードサイズなどの多くの要因に依存します。これらの要因を包括的に考慮しなければならない。より多くの信号ネットワークでは、デバイス密度が大きく、ピン密度が大きく、信号周波数が高いほど、多層基板設計はできるだけ使用されるべきである。良好なEMI性能を得るためには、各信号層がそれ自身の基準層を有することを保証するのがベストである。

PCB スタック参照:

レイヤ2 S 1とグランド、S 2とパワー

4層S 1、グランド、パワーS 2

6層S 1、S 2、地面、パワー、S 3、S 4

6層S 1、グランド、S 2、S 3、パワー、S 4

6層S 1、電源、グラウンド、S 2、地面、S 3

8層S 1、S 2、グランド、S 3、S 4、パワー、S 5、S 6

8層S 1、グラウンド、S 2、グランド、パワー、S 3、グランド、S 4

10層S 1、グラウンド、S 2、S 3、グランド、パワー、S 4、S 5、グランド、S 6

10層S 1、S 2、パワー、グラウンド、S 3、S 4、グランド、パワー、S 5、S 6