Teknik PCB - Rujukan pemasangan papan sirkuit PCB

Rujukan pemasangan papan sirkuit PCB

Takrifan terma: SIG: lapisan isyarat; GND: lapisan tanah; PWR: lapisan kuasa;

Peraturan pengumpulan papan sirkuit adalah dasar seluruh reka sistem PCB. Jika rancangan laminasi rosak, ia akan mempengaruhi prestasi EMC seluruh mesin.

Secara umum, rancangan laminasi mesti memenuhi dua peraturan:

1. Setiap lapisan kabel mesti mempunyai lapisan rujukan sebelah (kuasa atau lapisan tanah);

2. Lapisan kuasa utama dan lapisan tanah bersebelahan patut disimpan pada jarak minimum untuk menyediakan kapasitasi sambungan yang lebih besar;

Kumpulan dari papan dua lapisan ke papan sepuluh lapisan terdaftar di bawah:

2.1 Stacking panel tunggal dan ganda;

Untuk papan dua lapisan, disebabkan bilangan kecil lapisan, tiada lagi masalah laminasi. Kawalan radiasi EMI terutamanya dianggap dari kawat dan bentangan; masalah kompatibilitas elektromagnetik papan satu lapisan dan papan dua lapisan semakin terkenal. Alasan utama bagi fenomena ini adalah bahawa kawasan loop isyarat terlalu besar, yang tidak hanya menghasilkan radiasi elektromagnetik kuat, tetapi juga membuat sirkuit sensitif kepada gangguan luaran. Untuk meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik sirkuit, cara paling mudah adalah untuk mengurangi kawasan loop isyarat kunci.

Isyarat kunci: Dari perspektif kompatibilitas elektromagnetik, isyarat kunci terutamanya merujuk kepada isyarat yang menghasilkan radiasi kuat dan isyarat yang sensitif kepada dunia luar. Isyarat yang boleh menghasilkan radiasi kuat adalah biasanya isyarat periodik, seperti isyarat tertib rendah jam atau alamat. Isyarat yang sensitif kepada gangguan adalah isyarat analog dengan aras yang lebih rendah.

Papan lapisan tunggal dan dua biasanya digunakan dalam rancangan analog frekuensi rendah dibawah 10KHz:

1 Jejak kuasa pada lapisan yang sama dijalurkan secara radial, dan panjang keseluruhan baris dikurangkan;

2 Apabila menjalankan kuasa dan kawat tanah, mereka seharusnya berhampiran satu sama lain; letakkan wayar tanah di sisi wayar isyarat kunci, dan wayar tanah ini sepatutnya sebagai dekat dengan wayar isyarat. Dengan cara ini, kawasan loop yang lebih kecil dibentuk dan sensitiviti radiasi mod berbeza kepada gangguan luaran dikurangi. Apabila wayar tanah ditambah di sebelah wayar isyarat, loop dengan kawasan kecil terbentuk, dan semasa isyarat pasti akan mengambil loop ini selain daripada wayar tanah lain.

3 Jika ia papan sirkuit dua lapisan, and a boleh letakkan wayar tanah sepanjang wayar isyarat di sisi lain papan sirkuit, segera di bawah wayar isyarat, dan wayar pertama sepatutnya sebanyak mungkin. Kawasan loop terbentuk dengan cara ini sama dengan tebal papan sirkuit darab dengan panjang garis isyarat.

2.2 tumpukan papan empat lapisan;

Kaedah pencetakan direkomendasikan:

2.2.1 SIG ï¼ GND(PWR)ï¼ PWR (GND)ï¼ SIG;

2.2.2 GND ï¼SIG(PWR)ï¼SIG(PWR)ï¼GND;

Untuk dua rancangan laminasi di atas, masalah potensi adalah untuk tebal papan tradisional 1.6 mm (62mil). Penjarakan lapisan akan menjadi sangat besar, yang tidak hanya tidak baik untuk mengawal impedance, sambungan antara lapisan dan perisai; secara khusus, jarak besar antara pesawat tanah kuasa mengurangkan kapasitasi papan dan tidak menyebabkan bunyi penapisan.

Untuk skema pertama, ia biasanya dilaksanakan pada situasi di mana ada lebih banyak cip di papan. Skema ini boleh mendapatkan prestasi SI yang lebih baik, yang tidak terlalu baik untuk prestasi EMI. Ia terutama dikawal oleh kabel dan perincian lain. Perhatian utama: Lapisan tanah ditempatkan pada lapisan sambungan lapisan isyarat dengan isyarat yang paling padat, yang berguna untuk menyerap dan menekan radiasi; meningkatkan kawasan papan untuk mencerminkan peraturan 20H.

Untuk penyelesaian kedua, ia biasanya digunakan di mana ketepatan cip pada papan cukup rendah dan terdapat cukup kawasan sekitar cip (letakkan lapisan tembaga kuasa yang diperlukan). Dalam skema ini, lapisan luar PCB adalah semua lapisan tanah, dan dua lapisan tengah adalah lapisan isyarat/kuasa. Sumber kuasa pada lapisan isyarat dijalankan dengan garis luas, yang boleh membuat halangan laluan bagi bekalan kuasa semasa rendah, dan halangan laluan microstrip isyarat juga rendah, dan radiasi isyarat lapisan dalaman juga boleh dilindungi oleh lapisan luar. Dari perspektif kawalan EMI, ini adalah struktur PCB 4 lapisan terbaik yang tersedia. Perhatian utama: Jarak diantara dua lapisan tengah bagi isyarat dan lapisan campuran kuasa patut diperbesar, dan arah kawat patut menegak untuk mengelak salib bercakap; kawasan papan patut dikawal dengan betul untuk mencerminkan peraturan 20H; jika pengendalian kabel untuk dikawal, penyelesaian di atas patut berhati-hati untuk melalui kabel yang diatur di bawah pulau tembaga untuk bekalan tenaga dan mendarat. Selain itu, tembaga pada bekalan kuasa atau lapisan tanah patut disambung sebanyak mungkin untuk memastikan sambungan DC dan frekuensi rendah.

2.3 Kumpulan papan enam lapisan;

Untuk desain dengan ketepatan cip yang lebih tinggi dan frekuensi jam yang lebih tinggi, desain papan 6 lapisan patut dianggap

Kaedah pencetakan direkomendasikan:

2.3.1 SIG ï¼ GNDï¼ SIGï¼ PWRï¼ GNDï¼ SIG;

Untuk skema semacam ini, skema laminasi semacam ini boleh mendapatkan integriti isyarat yang lebih baik, lapisan isyarat disebelah lapisan tanah, lapisan kuasa dan lapisan tanah dipasang, impedance setiap lapisan kabel boleh dikawal lebih baik, dan dua stratum mampu menyerap garis medan magnetik dengan baik. Dan apabila bekalan kuasa dan lapisan tanah masih selamat, ia boleh menyediakan laluan kembali yang lebih baik untuk setiap lapisan isyarat.

2.3.2 GND ï¼SIGï¼ GNDï¼PWRï¼SIG ï¼GND;

Untuk skema semacam ini, skema semacam ini hanya sesuai untuk situasi yang padat peranti tidak terlalu tinggi, jenis laminasi ini mempunyai semua keuntungan dari laminasi atas, dan pesawat tanah lapisan atas dan bawah relatif lengkap, yang boleh digunakan sebagai lapisan pelindung yang lebih baik untuk digunakan. Perlu dicatat bahawa lapisan kuasa patut dekat dengan lapisan yang bukan permukaan komponen utama, kerana lapisan lapisan bawah akan lebih lengkap. Oleh itu, prestasi EMI lebih baik daripada penyelesaian pertama.

Ringkasan: Untuk skema papan enam lapisan, jarak antara lapisan kuasa dan lapisan tanah patut diminumkan untuk mendapatkan kuasa yang baik dan sambungan tanah. Namun, walaupun tebal papan adalah 62mil dan ruang lapisan dikurangi, ia tidak mudah untuk mengawal ruang antara bekalan kuasa utama dan lapisan tanah untuk menjadi kecil. Mengbandingkan skema pertama dengan skema kedua, biaya skema kedua akan meningkat. Oleh itu, kita biasanya memilih pilihan pertama apabila menampung. Apabila merancang, ikut peraturan 20H dan peraturan lapisan cermin

2.4 Stack papan delapan lapisan; tiada pendaftaran diperlukan

Papan lapan lapan biasanya menggunakan tiga kaedah tumpukan berikut

2.4.1 Ini bukan kaedah laminasi yang baik kerana penyorban elektromagnetik yang lemah dan penghalang bekalan kuasa yang besar. Strukturnya adalah seperti ini:

1 isyarat 1 permukaan komponen, lapisan kabel microstrip

2 Isyarat 2 lapisan kabel microstrip dalaman, lapisan kabel yang lebih baik (arah X)

3 Tanah

4 Isyarat 3 Lapisan laluan garis garis, lapisan laluan yang lebih baik (arah Y)

5 Isyarat 4 Lapisan Penghalaan Stripline

6 Kuasa

7 Isyarat 5 lapisan kabel microstrip dalaman

8 Isyarat 6 Lapisan jejak microstrip

2.4.2 adalah variasi kaedah tumpukan ketiga. Kerana menambah lapisan rujukan, ia mempunyai prestasi EMI yang lebih baik, dan kemegahan karakteristik setiap lapisan isyarat boleh dikawal dengan baik.

1 isyarat 1 permukaan komponen, lapisan kabel microstrip, lapisan kabel yang baik

2 Stratum tanah, kemampuan penyorban gelombang elektromagnetik yang baik

3 Isyarat 2 Lapisan penghalaan Stripline, lapisan penghalaan yang baik

4 Lapisan kuasa, membentuk absorpsi elektromagnetik yang baik dengan lapisan tanah di bawah

5 Tanah

6 Isyarat 3 Lapisan penghalaan Stripline, lapisan penghalaan yang baik

7 Lapisan tanah kuasa, dengan impedance bekalan kuasa besar

8 Isyarat 4 Lapisan kabel microstrip, lapisan kabel yang baik

2.4.3 Kaedah penumpang terbaik, disebabkan penggunaan pesawat rujukan tanah berbilang lapisan, ia mempunyai kapasitas penyorban geomagnetik yang sangat baik.

1 isyarat 1 permukaan komponen, lapisan kabel microstrip, lapisan kabel yang baik

2 Stratum tanah, kemampuan penyorban gelombang elektromagnetik yang baik

3 Isyarat 2 Lapisan penghalaan Stripline, lapisan penghalaan yang baik muat turun kelajuan tinggi

4 Lapisan kuasa, membentuk absorpsi elektromagnetik yang baik dengan lapisan tanah di bawah

5 Tanah

6 Isyarat 3 Lapisan penghalaan Stripline, lapisan penghalaan yang baik

7 Stratum tanah, kemampuan penyorban gelombang elektromagnetik yang baik

8 Isyarat 4 Lapisan kabel microstrip, lapisan kabel yang baik

2.5 Ringkasan

Bagaimana untuk memilih berapa banyak lapisan papan digunakan dalam desain dan bagaimana untuk tumpukannya bergantung pada banyak faktor seperti bilangan rangkaian isyarat di papan, densiti peranti, densiti PIN, frekuensi isyarat, saiz papan dan sebagainya. Kita mesti mempertimbangkan faktor-faktor ini secara meliputi. Untuk rangkaian isyarat lebih besar, semakin besar ketepatan peranti, semakin besar ketepatan PIN, dan semakin tinggi frekuensi isyarat, reka papan berbilang lapisan patut digunakan sebanyak mungkin. Untuk mendapatkan prestasi EMI yang baik, lebih baik untuk memastikan setiap lapisan isyarat mempunyai lapisan rujukan sendiri.

Rujukan stack PCB:

Lapisan 2 S1 dan tanah, S2 dan kuasa

4 lapisan S1, tanah, kuasa, S2

6 lapisan S1, S2, tanah, kuasa, S3, S4

6 lapisan S1, tanah, S2, S3, kuasa, S4

6 lapisan S1, bekalan kuasa, tanah, S2, tanah, S3

8 lapisan S1, S2, tanah, S3, S4, kuasa, S5, S6

8 lapisan S1, tanah, S2, tanah, kuasa, S3, tanah, S4

10 lapisan S1, tanah, S2, S3, tanah, kuasa, S4, S5, tanah, S6

10 lapisan S1, S2, kuasa, tanah, S3, S4, tanah, kuasa, S5, S6