Teknik PCB - Ralat lapisan berkuasa berbilang

Name Pertama-tama, papan empat lapisan tradisional dengan tebal 62 mils, walaupun lapisan isyarat berada di lapisan luar, dan kuasa dan lapisan tanah berada di lapisan dalaman, jarak antara lapisan kuasa dan lapisan tanah masih terlalu besar. Dua alternatif berikut untuk papan 4 lapisan tradisional. Kedua-dua penyelesaian ini boleh meningkatkan prestasi penghalangan EMI, tetapi ia hanya sesuai untuk aplikasi dimana densiti komponen pada papan cukup rendah dan ada cukup kawasan disekitar komponen (letakkan lapisan tembaga bekalan kuasa yang diperlukan). Lapisan luar PCB adalah semua lapisan tanah, dan dua lapisan tengah adalah lapisan isyarat/kuasa. Sumber kuasa pada lapisan isyarat dijalankan dengan garis lebar, yang boleh membuat halangan laluan bagi bekalan kuasa semasa rendah, dan halangan laluan microstrip isyarat juga rendah. Dari perspektif kawalan EMI, ini adalah struktur PCB 4 lapisan terbaik yang tersedia. Dalam skema kedua, lapisan luar menggunakan kuasa dan tanah, dan dua lapisan tengah menggunakan isyarat. Berbanding dengan papan 4 lapisan tradisional, peningkatan lebih kecil, dan impedance antar lapisan sama miskin seperti papan 4 lapisan tradisional.

Jika anda ingin mengawal pengendalian jejak, skema tumpukan di atas mesti sangat berhati-hati untuk mengatur jejak di bawah kekuatan dan pulau tembaga tanah. Selain itu, pulau tembaga pada bekalan tenaga atau lapisan tanah sepatutnya disambung sebanyak mungkin untuk memastikan sambungan DC dan frekuensi rendah.

Papan 6 lapisanIf the density of components on a 4-layer board is relatively high, a 6-layer board is best. Namun, beberapa skema tumpukan dalam rancangan papan 6 lapisan tidak cukup baik untuk melindungi medan elektromagnetik, dan mempunyai sedikit kesan pada pengurangan isyarat sementara bas kuasa. Dua contoh dibahas di bawah. Dalam contoh pertama, bekalan tenaga dan tanah ditempatkan pada lapisan ke-2 dan ke-5 respectively. Kerana kekuatan tembaga yang tinggi bagi bekalan kuasa, ia sangat tidak bermanfaat untuk mengawal radiasi EMI mod umum. Namun, dari sudut pandangan kawalan penghalang isyarat, kaedah ini sangat betul. Dalam contoh kedua, bekalan kuasa dan tanah ditempatkan pada lapisan ke-3 dan ke-4 respectively. Rancangan ini memecahkan masalah penyediaan tenaga tembaga. Kerana prestasi perisai elektromagnetik yang lemah dari lapisan ke-1 dan ke-6, mod perbezaan EMI meningkat. Jika bilangan garis isyarat pada dua lapisan luar adalah sekurang-kurangnya, dan panjang jejak sangat pendek (lebih pendek daripada 1/20 panjang gelombang harmonik tertinggi isyarat), rancangan ini boleh menyelesaikan masalah EMI mod perbezaan. Isi kawasan dengan tiada komponen dan tiada jejak pada lapisan luar dengan tembaga dan tanah kawasan tebal-clad (setiap 1/20 panjang gelombang sebagai selang), yang sangat baik dalam menekan mod berbeza EMI. Seperti yang disebutkan tadi, perlu menyambungkan kawasan tembaga dengan pesawat tanah dalaman di beberapa titik. Rancangan papan prestasi tinggi umum 6 lapisan biasanya membuang lapisan pertama dan keenam sebagai lapisan tanah, dan lapisan ketiga dan keempat digunakan untuk kuasa dan tanah. Kerana terdapat dua lapisan garis isyarat microstrip ganda di tengah antara lapisan kuasa dan lapisan tanah, kemampuan penghalang EMI adalah baik. Kegagalan rancangan ini adalah bahawa hanya ada dua lapisan penghalaan. Seperti yang disebutkan tadi, jika jejak luar pendek dan tembaga ditempatkan di kawasan tanpa jejak, tumpukan yang sama juga boleh dicapai dengan papan 6 lapisan tradisional. Bentangan papan 6 lapisan lain ialah isyarat, tanah, isyarat, kuasa, tanah, isyarat, yang boleh menyadari persekitaran yang diperlukan untuk desain integriti isyarat maju. Lapisan isyarat disebelah lapisan tanah, dan lapisan kuasa dan lapisan tanah dipasang. Jelas sekali, kelemahan adalah tumpukan lapisan yang tidak seimbang. Ini biasanya membawa masalah untuk penghasilan. Solusi untuk masalah adalah untuk mengisi semua kawasan kosong lapisan ketiga dengan tembaga. Selepas tembaga dipenuhi, jika densiti tembaga lapisan ketiga dekat dengan lapisan kuasa atau lapisan tanah, papan ini tidak boleh dihitung secara ketat sebagai papan sirkuit yang seimbang secara struktur. Kawasan penuh tembaga mesti disambung dengan kuasa atau tanah. Jarak antara saluran sambungan masih panjang gelombang 1/20, dan mungkin tidak perlu untuk disambung di mana-mana, tetapi ia sepatutnya disambung dalam keadaan yang ideal.

Papan 10 lapisanSince the insulating isolation layer between the multilayer boards is very thin, the impedance between the 10 or 12 layers of the circuit board is very low. Selama tiada masalah dengan lapisan dan tumpukan, integriti isyarat yang baik boleh dijangka. Ia lebih sukar untuk menghasilkan papan 12 lapisan dengan tebal 62mil, dan tidak banyak pembuat yang boleh memproses papan 12 lapisan. Oleh kerana sentiasa ada lapisan yang mengisolasi antara lapisan isyarat dan lapisan loop, penyelesaian untuk menetapkan 6 lapisan tengah untuk lalui garis isyarat dalam desain papan 10 lapisan bukanlah yang terbaik. Selain itu, penting untuk membuat lapisan isyarat bersebelahan dengan lapisan loop, iaitu, bentangan papan adalah isyarat, tanah, isyarat, isyarat, kuasa, tanah, isyarat, isyarat, tanah, dan isyarat. Rancangan ini menyediakan laluan yang baik untuk semasa isyarat dan semasa loopnya. Strategi kawat yang betul adalah untuk melalui kawat dalam arah X pada lapisan pertama, arah Y pada lapisan ketiga, dan arah X pada lapisan keempat, dan sebagainya. Melihat pada laluan secara intuitif, lapisan pertama 1 dan lapisan ketiga adalah sepasang kombinasi lapisan, lapisan ke-4 dan ke-7 adalah sepasang kombinasi lapisan, Lapisan ke-8 dan ke-10 adalah pasangan terakhir kombinasi lapisan. Apabila perlu mengubah arah laluan, garis isyarat pada lapisan pertama patut guna "melalui" untuk mencapai lapisan ketiga dan kemudian mengubah arah. Sebenarnya, mungkin tidak selalu mungkin untuk melakukan ini, tetapi sebagai konsep desain, ia mesti diikuti sebanyak mungkin. Sama seperti, apabila arah penghalaan isyarat berubah, ia patut pergi dari lapisan ke-8 dan ke-10 atau dari lapisan ke-4 melalui vias. Kawalan ini memastikan sambungan terketat antara laluan depan isyarat dan loop. Contohnya, jika isyarat dijalurkan pada lapisan pertama dan loop dijalurkan pada lapisan kedua dan hanya pada lapisan kedua, maka isyarat pada lapisan pertama dipindahkan ke lapisan ketiga melalui "melalui". Gelung masih di lapisan kedua, supaya menyimpan ciri-ciri induksi rendah, kapasitasi besar dan prestasi perisai elektromagnetik yang baik. Bagaimana jika kabel sebenarnya tidak seperti ini? Contohnya, garis isyarat pada lapisan pertama melalui lubang ke lapisan ke-10. Pada masa ini, isyarat loop perlu mencari pesawat tanah dari lapisan ke-9, dan arus loop mesti mencari tanah terdekat melalui (seperti pin tanah penentang atau kondensator) . Jika ada jalan di dekat sini, awak sangat bertuah. Jika tidak terdapat begitu dekat melalui lubang tersedia, induktan akan menjadi lebih besar, kapasitas akan dikurangi, dan EMI pasti akan meningkat. Apabila garis isyarat mesti tinggalkan pasang lapisan wayar semasa ke lapisan wayar lain melalui vias, vias tanah mesti ditempatkan dekat vias supaya isyarat loop boleh kembali ke lapisan pendaratan yang betul dengan lancar. Untuk kombinasi lapisan lapisan ke-4 dan ke-7, gelung isyarat akan kembali dari lapisan kuasa atau lapisan tanah (iaitu lapisan ke-5 atau ke-6), kerana sambungan kapasitif antara lapisan kuasa dan lapisan tanah adalah baik, dan isyarat mudah dihantar.

Rancangan lapisan berkuasa berbilang Jika dua lapisan kuasa sumber tegangan yang sama perlu keluarkan arus besar, papan sirkuit sepatutnya diletakkan ke dalam dua set lapisan kuasa dan lapisan tanah. Dalam kes ini, lapisan yang mengisolasi ditempatkan antara setiap pasangan kuasa dan lapisan tanah. Dengan cara ini, kita mendapatkan dua pasangan bar bas kuasa dengan impedance yang sama yang membahagi arus yang kita harapkan. Jika tumpukan lapisan kuasa menyebabkan impedance tidak sama, shunt tidak akan seragam, tenaga sementara akan jauh lebih besar, dan EMI akan meningkat dengan tajam. Jika terdapat tenaga bekalan kuasa berbilang dengan nilai berbeza pada papan sirkuit, lapisan bekalan kuasa berbilang diperlukan sesuai dengan itu. Ingat untuk mencipta bekalan kuasa mereka sendiri dan lapisan tanah untuk bekalan kuasa yang berbeza. Dalam dua kes di atas, apabila menentukan kedudukan lapisan kuasa berpasangan dan lapisan tanah pada papan sirkuit, ingat keperluan pembuat untuk struktur yang seimbang.