PCB 기술 - PCB 레이어 선택 및 스태킹 원리

다중 레이어 PCB 회로 기판을 설계하기 전에 설계자는 먼저 회로 규모, 회로 기판 크기 및 전자기 호환성(EMC) 요구 사항에 따라 사용되는 회로 기판 구조를 결정해야 합니다. 즉, 4층, 6층 이상의 회로 기판을 사용할지 여부를 결정해야 합니다.레이어 수를 결정한 후 내부 전기 레이어의 위치와 레이어에 서로 다른 신호를 할당하는 방법을 결정합니다.이 옵션은 다중 계층 PCB 계층 구조의 옵션입니다.계층 구조는 PCB 보드의 EMC 성능에 영향을 주는 중요한 요소이며 전자기 간섭을 억제하는 중요한 수단입니다.

층수의 선택과 중첩의 원리

다중 계층 PCB의 계층 구조를 결정할 때 고려해야 할 많은 요소가 있습니다.배선의 관점에서 볼 때, 층수가 많을수록 배선이 좋지만, 제판의 비용과 난이도도 증가한다.제조업체에 있어서 층압구조의 대칭성 여부는 PCB 보드를 제조할 때 주의해야 할 중점이므로 층수의 선택은 각 방면의 수요를 고려하여 최적의 균형을 이루어야 한다.

경험이 풍부한 디자이너의 경우 컴포넌트의 사전 레이아웃을 완료한 후 PCB 경로설정 병목 현상을 중점적으로 분석합니다.

다른 EDA 도구와 결합하여 보드의 케이블 연결 밀도를 분석합니다.그리고 특수 배선 요구가 있는 신호선의 수량과 유형, 예를 들어 차분선, 민감한 신호선 등을 종합하여 신호 층수를 확정한다;그런 다음 전원 공급 장치의 유형, 분리 및 간섭에 대한 요구 사항에 따라 내부 전기 계층 수를 결정합니다.이런 방식으로 전체 회로 기판의 층수를 기본적으로 확정하였다.

회로 기판의 계층 수가 결정되면 다음 단계는 각 회로의 배치 순서를 합리적으로 안배하는 것입니다.이 단계에서 고려해야 할 주요 요소는 다음과 같습니다.

(1) 특수 신호층의 분포.

(2) 전원 계층과 접지 계층의 분포.

PCB 보드의 레이어가 많을수록 특수 신호 레이어, 접지 레이어 및 전원 레이어가 더 많이 정렬되고 조합됩니다.어떤 조합이 가장 좋은지 정하는 것은 어렵지만 일반적인 원칙은 다음과 같다.

(1) 신호층은 내부 전층 (내부 전원/접지층) 과 인접해야 하며, 내부 전층의 큰 동막은 신호층에 차단을 제공하는 데 사용된다.

(2) 내부 출력층과 접지층은 긴밀하게 결합해야 한다. 즉, 내부 출력층과 접지층 사이의 매체 두께는 비교적 작아야 출력층과 지층 사이의 용량을 증가하고 공명 주파수를 증가시킨다.내부 전원 계층과 접지 계층 사이의 미디어 두께는 Protel의 layer Stack Manager에서 설정할 수 있습니다.[Design]/[Layer Stack Manager'] 명령을 선택하면 Layer Stack Manager 대화 상자가 열리고 Prepreg 텍스트가 마우스로 두 번 클릭하여 대화 상자가 나타납니다.대화상자의 두께 옵션에서 절연 레이어의 두께를 변경할 수 있습니다.

만약 전원과 지선 사이의 전세차가 크지 않다면 5mil(0.127mm)과 같은 비교적 작은 절연층의 두께를 사용할수 있다.

(3) 회로의 고속 신호 전송층은 신호 중간층이고 두 내부 전층 사이에 끼어야 한다.이렇게 하면 두 내전층의 동막은 고속신호전송에 전자기차단을 제공할수 있으며 동시에 외부교란을 일으키지 않고 고속신호가 두 내전층간의 복사를 효과적으로 제한할수 있다.

(4) 두 신호층이 직접 인접하지 않도록 한다.인접한 신호층 사이에 직렬 교란이 쉽게 도입되어 회로 기능이 무력화된다.두 신호 레이어 사이에 접지 평면을 추가하면 간섭을 효과적으로 방지할 수 있습니다.

(5) 여러 접지 내부의 전기층은 접지 저항을 효과적으로 낮출 수 있다.예를 들어, A 신호 레이어와 B 신호 레이어는 별도의 접지 평면을 사용하므로 공통 모드 간섭을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

(6) 레이어 구조의 대칭성을 고려합니다.

일반적인 계층 구조

다음은 4 레이어의 예제를 사용하여 다양한 PCB 레이어 구조의 정렬과 조합을 최적화하는 방법을 설명합니다.

일반적으로 사용되는 4 레이어의 경우 여러 가지 스태킹 방법 (위에서 아래로) 이 있습니다.

(1) Siganl_1(상단), GND(내부_1), POWER(내부_2), Siganl_2(하단).

(2) Siganl_1(상단), POWER(내부_1), GND(내부_2), Siganl_2(하단).

(3) POWER(상단), Siganl_1(내부_1), GND(내부_2), Sigan-2(하단).