Teknik PCB - Prinsip pemilihan dan tumpukan lapisan PCB

Sebelum merancang papan sirkuit PCB berbilang lapisan, perancang perlu pertama-tama menentukan struktur papan sirkuit yang digunakan mengikut skala sirkuit, saiz papan sirkuit dan keperluan elektromagnetik (EMC), iaitu, untuk memutuskan sama ada menggunakan 4 lapisan, 6 lapisan, atau Lebih lapisan papan sirkuit. Selepas menentukan bilangan lapisan, menentukan di mana untuk meletakkan lapisan elektrik dalaman dan bagaimana untuk mengedarkan isyarat berbeza pada lapisan ini. Ini adalah pilihan struktur tumpukan PCB berbilang lapisan. Struktur laminasi adalah faktor penting yang mempengaruhi prestasi EMC papan PCB, dan ia juga merupakan cara penting untuk menekan gangguan elektromagnetik.

Pilihan bilangan lapisan dan prinsip superposisi

Terdapat banyak faktor untuk dipertimbangkan bila menentukan struktur laminasi PCB berbilang lapisan. Dari perspektif kabel, semakin banyak lapisan, semakin baik kabel, tetapi biaya dan kesulitan penghasilan papan juga akan meningkat. Bagi pembuat, sama ada struktur laminasi simetrik atau tidak adalah fokus yang perlu diperhatikan apabila papan PCB dihasilkan, jadi pilihan bilangan lapisan perlu mempertimbangkan keperluan semua aspek untuk mencapai keseimbangan terbaik.

Untuk desainer yang berpengalaman, selepas selesai pra-bentangan komponen, mereka akan fokus pada analisis pengendalian kabel PCB.

Kombinasi dengan alat EDA lain untuk menganalisis ketepatan kawat papan sirkuit; kemudian sintesikan nombor dan jenis baris isyarat dengan keperluan kawat istimewa, seperti baris perbezaan, baris isyarat sensitif, dll., untuk menentukan bilangan lapisan isyarat; Kemudian mengikut jenis bekalan kuasa, izolasi dan anti-gangguan Keperlukan untuk menentukan bilangan lapisan elektrik dalaman. Dengan cara ini, bilangan lapisan seluruh papan sirkuit pada dasarnya ditentukan.

Selepas menentukan bilangan lapisan papan sirkuit, tugas berikutnya adalah untuk mengatur secara rasional urutan tempatan sirkuit setiap lapisan. Dalam langkah ini, faktor utama yang perlu dianggap adalah dua titik berikut.

(1) Pendarahan lapisan isyarat khas.

(2) Pembahagian lapisan kuasa dan lapisan tanah.

Jika papan sirkuit PCB mempunyai lebih banyak lapisan, semakin banyak jenis lapisan isyarat khas, lapisan tanah, dan lapisan kuasa diatur dan dikombinasikan. Semakin sukar ia adalah untuk menentukan kombinasi mana yang terbaik, tetapi prinsip umum adalah seperti berikut.

(1) Lapisan isyarat patut berada di sebelah lapisan elektrik dalaman (kuasa dalaman/lapisan tanah), dan filem tembaga besar lapisan elektrik dalaman digunakan untuk menyediakan perisai untuk lapisan isyarat.

(2) Lapisan kuasa dalaman dan lapisan tanah patut dipasang dengan ketat, iaitu, tebal medium antara lapisan kuasa dalaman dan lapisan tanah patut menjadi nilai yang lebih kecil untuk meningkatkan kapasitasi antara lapisan kuasa dan lapisan tanah dan meningkatkan frekuensi resonansi. Ketempatan medium antara lapisan kuasa dalaman dan lapisan tanah boleh ditetapkan dalam Pengurus Stack Lapisan Protel. Pilih perintah [Design]/[Lapisan Pengurus Stack â¦], sistem muncul kotak dialog Pengurus Stack Lapisan, klik ganda teks Prepreg dengan tetikus, dan kotak dialog muncul. Anda boleh ubah tebal lapisan yang mengisolasi dalam opsyen tebal kotak dialog.

Jika perbezaan potensi antara bekalan kuasa dan wayar tanah tidak besar, tebal lapisan pengisihan yang lebih kecil, seperti 5mil (0.127mm), boleh digunakan.

(3) Lapisan penghantaran isyarat kelajuan tinggi dalam sirkuit patut menjadi lapisan antarabangsa isyarat dan sandwiched antara dua lapisan elektrik dalaman. Dengan cara ini, filem tembaga dari dua lapisan elektrik dalaman boleh menyediakan perisai elektromagnetik untuk pemindahan isyarat kelajuan tinggi, dan pada masa yang sama, ia boleh secara efektif menghapuskan radiasi isyarat kelajuan tinggi antara dua lapisan elektrik dalaman tanpa menyebabkan gangguan luaran.

(4) Menghindari dua lapisan isyarat secara langsung bersebelahan satu sama lain. Mudah untuk memperkenalkan perbualan salib antara lapisan isyarat bersebelahan, yang menyebabkan kegagalan fungsi sirkuit. Menambah pesawat tanah diantara dua lapisan isyarat boleh mengelakkan percakapan salib secara efektif.

(5) Lapisan elektrik dalaman berdasar berbilang boleh mengurangi kemudahan mendasar secara efektif. Contohnya, lapisan isyarat A dan lapisan isyarat B menggunakan pesawat tanah terpisah, yang boleh mengurangi gangguan mod umum secara efektif.

(6) Mengingat simetri struktur lapisan.

Struktur tumpukan biasa digunakan

Berikut menggunakan contoh papan 4 lapisan untuk memperlihatkan bagaimana untuk optimumkan pengaturan dan kombinasi struktur laminasi PCB berbilang.

Untuk papan 4 lapisan yang biasa digunakan, terdapat beberapa kaedah tumpukan (dari atas ke bawah).

(1) Siganl_1 (Atas), GND (Dalam_1), POWER (Dalam_2), Siganl_2 (Bawah).

(2) Siganl_1 (Atas), POWER (Dalam_1), GND (Dalam_2), Siganl_2 (Bawah).

(3) POWER (Atas), Siganl_1 (Dalam_1), GND (Dalam_2), Siganl_2 (Bawah).