PCB堆棧設計中應注意哪些問題? 現在讓iPCB工程師告訴你。
設計堆棧時要遵循兩條規則。
1、每個路由層必須有一個相鄰的參攷層(電源或地層);
2、應保持相鄰主電源層與地層的距離,以提供更大的耦合電容。
讓我們舉一個兩層、四層和六層板的例子來說明:
選項1
單面PCB和雙面PCB的層壓
對於雙層板,EMI輻射的控制主要從佈線和佈局方面考慮。
單層板和雙層板的EMC問題越來越突出。 產生這種現象的主要原因是訊號環路面積過大,這不僅會產生强烈的電磁輻射,而且會使電路對外部干擾敏感。 為了提高輸電線路的電磁相容性,最簡單的方法是减少關鍵訊號的環路面積,主要指强輻射訊號和敏感訊號。
10kHz以下的低頻模擬設計通常採用單層板和雙層板
1)同層電源呈放射狀佈置,線路全長合併;
2)電源和地線應相互靠近; 關鍵訊號線旁應放置地線,地線應盡可能靠近訊號線。 這樣,形成了較小的環路面積,並且降低了差模輻射對外部干擾的敏感性。
3)如果是雙層電路板,可以沿電路板另一側的訊號線敷設地線,靠近訊號線,線路應盡可能寬。
選項2
四層板層壓
1、SIGGND(PWR)PWR(GND)SIG
2、GNDSIG(PWR)SIG(PWR)GND
上述兩種層壓設計的潜在問題是傳統的1.6 mm(62 mil)板厚。 層間距將變得非常大,不利於阻抗、層間耦合和遮罩的控制; 尤其是功率層之間的大間距降低了極板電容,不利於雜訊過濾。
此方案通常用於更多板載晶片的情况。 該方案可以獲得更好的Si效能,但對EMI效能不是很好。 主要受路由和其他細節控制。
第二種方案通常在板上晶片密度足够低且晶片周圍有足够面積時使用。 在該方案中,PCB的外層為全層,中間兩層為訊號/電源層。 從EMI控制的角度來看,這是現有的4層PCB結構。
主要注意事項:中間兩層訊號與功率混合層之間的距離應開放,佈線方向應垂直,避免串擾; 控制板的面積應適當,以反映20小時規則。
選項3
六層板層壓
對於高晶片密度和高時鐘頻率的設計,應考慮6層板的設計
1、SIGGNDSIGPWRGNDSIG
訊號層與地面層相鄰,電源層與地面層成對。 各層的阻抗可以很好地控制,並且兩層可以吸收磁力線。
2、GNDSIGGNDPWRSIGGND
該方案僅適用於器件密度不是很高的情况。 該疊層具有上疊層的所有優點,且頂層和底層的地平面相對完整,囙此可以用作更好的遮罩層。 囙此,EMI效能優於其他方案。
小結:與第二個方案相比,第二個方案的成本將大大新增。 囙此,我們通常在疊加時選擇一種方案。