Технология PCB - Какие правила должны соблюдаться при проектировании PCB

Как правило, ламинарная конструкция должна соответствовать двум правилам:

Каждый проводной слой должен иметь соседний опорный слой (силовой или заземленный);

Соседние первичные энергетические слои и заземления должны находиться на минимальном расстоянии, чтобы обеспечить большую емкость связи;

Ниже приведены примеры укладки от двух до восьми слоёв:

Сборка односторонних и двухсторонних PCB - панелей

Для двухслойных пластин, из - за меньшего количества слоев, больше не существует проблемы ламинации. Контроль излучения ЭМИ в основном рассматривается с точки зрения проводки и компоновки;

Каковы правила проектирования PCB?

Проблема электромагнитной совместимости однослойных и двухслойных пластин становится все более заметной. Основной причиной этого является слишком большая площадь сигнального кольца, которая не только создает сильное электромагнитное излучение, но и делает цепь чувствительной к внешним помехам. Самый простой способ улучшить электромагнитную совместимость схемы - уменьшить площадь кольца ключевого сигнала.

Ключевые сигналы: С точки зрения электромагнитной совместимости ключевые сигналы в основном относятся к сигналам, которые генерируют сильное излучение и чувствительные к внешним воздействиям сигналы. Сигналы, способные генерировать сильное излучение, обычно являются периодическими сигналами, такими как сигналы низкого порядка часов или адресов. Сигналы, чувствительные к помехам, являются аналоговыми сигналами с более низким уровнем.

Однослойные и двухслойные пластины обычно используются для низкочастотного моделирования ниже 10 кГц:

1) Линия электропитания на том же слое радиальная, а общая длина линии минимизирована;

2) При запуске линий электропитания и заземления они должны быть ближе друг к другу; Рядом с линией сигнализации ключа устанавливается заземление, которое должно быть как можно ближе к линии сигнала. Таким образом, образуется меньшая площадь кольца и уменьшается чувствительность дифференциального излучения к внешним помехам. При добавлении заземления рядом с линией сигнала образуется наименьший контур, и ток сигнала, безусловно, идет по этому контуру, а не по другим путям заземления.

3) В случае двухслойной платы заземление может быть проложено прямо под линией сигнала вдоль линии сигнала с другой стороны платы, первая линия должна быть как можно шире. Площадь кольца, образованного таким образом, равна толщине платы, умноженной на длину сигнальной линии.

Второй и четвертый слои

1.SIG - GND (PWR) - PWR (GND) - SIG; 2. GND - SIG (PWR) - SIG (PWR) - GND;

Для двух вышеперечисленных конструкций ламинирования потенциальной проблемой является традиционная толщина пластины 1,6 мм (62 мили). Расстояние между слоями становится очень большим, что не только не способствует управлению сопротивлением, межслойной связи и экранированию; В частности, большое расстояние между плоскостями заземления источника питания уменьшает емкость пластины и не способствует фильтрации шума.

Для первого варианта он обычно применяется в случаях, когда на доске больше чипов. Эта схема обеспечивает лучшую производительность SI, но не очень хорошо для EMI. Он в основном контролируется проводкой и другими деталями. Основные меры предосторожности: заземление размещается на соединительном слое сигнального слоя с наибольшей плотностью сигнала, что способствует поглощению и подавлению излучения; Увеличить площадь панели, чтобы отразить правило 20H.

Для второго варианта обычно используется, когда плотность чипа на панели достаточно низкая и вокруг чипа достаточно большая площадь (размещение требуемого медного слоя питания). В этой схеме внешний слой ПХБ является заземленным, а два промежуточных слоя - сигнальным / энергетическим. Источники питания на сигнальном слое используют широкополосную проводку, которая может сделать сопротивление пути электрического тока ниже, сопротивление пути микрополосы сигнала также ниже, а излучение сигнала внутреннего слоя также может быть заблокировано внешним слоем. С точки зрения управления EMI, это лучшая четырехуровневая структура PCB в настоящее время.

Примечание: два промежуточных слоя сигнала и гибридного слоя питания должны быть разделены, направление проводки должно быть вертикальным, чтобы избежать последовательных помех; Следует надлежащим образом контролировать площадь панели, чтобы отразить правило 20H; Если вы хотите контролировать сопротивление проводки, вышеприведенное решение должно быть очень осторожным, чтобы организовать проводку, чтобы покрыть медь под питанием и заземлением. Кроме того, медь на источнике питания или заземлении должна быть как можно более взаимосвязана для обеспечения постоянного тока и низкочастотного соединения.

Трислойное, шестислойное ламинирование

Для конструкций с более высокой плотностью чипа и более высокой частотой часов следует учитывать конструкцию 6 - слойной пластины, рекомендуется укладка:

SIG - GND - SIG - PWR - GND - SIG; Для этого варианта эта схема слоя обеспечивает лучшую целостность сигнала, сигнальный слой примыкает к заземлению, энергетический слой и заземление спариваются, сопротивление каждого слоя следа лучше контролируется, и оба заземления хорошо поглощают магнитные линии. Когда источник питания и заземление остаются нетронутыми, это может обеспечить лучший путь возвращения для каждого сигнального слоя.

2. GND - SIG - GND - PWR - SIG - GND; Для этого варианта эта схема применяется только в тех случаях, когда плотность устройства не очень высока, и этот слой имеет все преимущества верхнего и нижнего слоев. Заземление относительно полно и может служить лучшей защитой. Следует отметить, что энергетический слой должен быть ближе к слою, который не является поверхностью основного компонента, поскольку плоскость нижнего слоя будет более полной. Таким образом, производительность EMI превосходит первое решение.

Резюме: Для шестислойной схемы расстояние между силовым слоем и заземлением должно быть сведено к минимуму, чтобы получить хорошую связь питания и заземления. Однако, несмотря на толщину пластины 62 мили и уменьшение расстояния между слоями, нелегко контролировать расстояние между основным источником питания и заземлением. Сравнение первого и второго вариантов приведет к значительному увеличению расходов по второму варианту. Поэтому мы обычно выбираем первый вариант при укладке. При проектировании следует правилам 20H и правилам зеркального слоя.

Слой из четырех и восьми слоев.

Из - за разности электромагнитного поглощения и большого сопротивления питания это не является хорошим методом ламинации. Он имеет следующую структуру:

1. поверхность элемента Signal1, микрокабельный слой

2.Signal2 Внутренний микрокабельный слой, улучшенный кабельный слой (направление X)

3. Заземление

4.Signal3 ленточный слой маршрутизации, лучший слой маршрутизации (направление Y)

5. Линия маршрутизации сигнала 4

6. Динамика

Внутренний слой микрокабеля Signal5

8. Микросхема Signal6

Это вариант третьего метода укладки. Благодаря добавлению эталонного слоя, он имеет лучшую производительность EMI и может хорошо управлять характеристическим сопротивлением каждого сигнального слоя.

1.Signal1 Элементная поверхность, слой микропроводки, хороший слой проводки

2. Пласт с лучшей способностью поглощать электромагнитные волны

3. Signal2 ленточный кабельный слой, хороший кабельный слой

4. Электрический слой и нижний заземленный слой образуют хорошее электромагнитное поглощение5. Наземный слой

6.Signal3 ленточный слой маршрутизации, хороший слой маршрутизации

7.Электрический слой, сопротивление питания большое

8.Signal4 Микропроводка, хороший кабельный слой

3. Лучший метод суперпозиции, благодаря использованию многослойных наземных опорных плоскостей, обладает очень хорошей геомагнитной абсорбционной способностью.

1.Signal1 Элементная поверхность, слой микропроводки, хороший слой проводки

2. Пласт с лучшей способностью поглощать электромагнитные волны

3. Signal2 ленточный кабельный слой, хороший кабельный слой

4. Электрический слой и нижний заземленный слой образуют хорошее электромагнитное поглощение5. Наземный слой

6.Signal3 ленточный слой маршрутизации, хороший слой маршрутизации

7. Пласт с лучшей способностью поглощать электромагнитные волны

8.Signal4 Микропроводка, хороший кабельный слой

Сколько слоев используется в конструкции PCB и какой метод укладки используется, зависит от многих факторов, таких как количество сигнальных сетей на панели, плотность устройства, плотность PIN, частота сигнала, размер пластины и т. Д. Мы должны учитывать эти факторы в комплексе. При увеличении числа сетей сигнала, плотности устройства, плотности PIN и частоты сигнала следует использовать как можно больше многослойных конструкций. Чтобы получить хорошую производительность EMI, лучше убедиться, что каждый слой сигнала имеет свой собственный эталонный слой.