Over het algemeen zijn er twee hoofdregels voor gelamineerd ontwerp:
1. Elke routeringslaag moet een aangrenzende referentielaag hebben (voeding of formatie);
2. De aangrenzende hoofdvoedingslaag en de aarde moeten op een minimale afstand worden gehouden om een grote koppelingscapaciteit te creëren;
Hieronder ziet u een voorbeeld van een stapeling van twee tot acht lagen:
A. enkelzijdige printplaat en dubbelzijdige printplaat gelamineerd
Bij twee lagen is er geen lamineringsprobleem, omdat het aantal lagen klein is. EMI-stralingsbeheersing wordt voornamelijk bepaald door de bedrading en lay-out;
De elektromagnetische compatibiliteit van enkellaags en dubbellaags platen wordt steeds belangrijker. De belangrijkste reden hiervoor is dat het oppervlak van de signaallus te groot is, wat niet alleen sterke elektromagnetische straling produceert, maar het circuit ook gevoelig maakt voor externe interferentie. De eenvoudigste manier om de elektromagnetische compatibiliteit van een lijn te verbeteren, is door het lusoppervlak van een kritisch signaal te verkleinen.
Kritisch signaal: Vanuit het perspectief van elektromagnetische compatibiliteit verwijst kritisch signaal voornamelijk naar het signaal dat sterke straling produceert en gevoelig is voor de buitenwereld. De signalen die sterke straling kunnen produceren, zijn meestal periodieke signalen, zoals lage kloksignalen of adressen. Storingsgevoelige signalen zijn signalen met lage analoge signaalsterktes.
Enkel- en dubbellaagsplaten worden meestal gebruikt in lage frequentiesimulatieontwerpen onder 10 kHz:
1) Leid de stroomkabels radiaal over dezelfde laag en minimaliseer de som van de lengtes van de lijnen;
2) Wanneer de voeding en de aardingsdraad dicht bij elkaar liggen, leg dan een aardingsdraad zo dicht mogelijk bij de belangrijkste signaaldraad. Hierdoor ontstaat een kleiner lusoppervlak en wordt de gevoeligheid van differentiële-modusstraling voor externe interferentie verminderd. Wanneer een aardingsdraad naast de signaaldraad wordt geplaatst, ontstaat een circuit met het kleinste oppervlak en moet de signaalstroom via dit circuit worden geleid in plaats van via het andere aardingspad.
3) Als het een dubbellaagse printplaat is, kan deze aan de andere kant van de printplaat, dicht bij de onderliggende signaallijn, een aarddraad langs de signaallijndraad en een zo breed mogelijke lijn bevatten. Het resulterende circuitoppervlak is gelijk aan de dikte van de printplaat vermenigvuldigd met de lengte van de signaallijn.
B.Lamineren van vier lagen
1. Sig-gnd (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Voor beide gelamineerde ontwerpen ligt het potentiële probleem bij de traditionele plaatdikte van 1,6 mm (62 mil). De afstand tussen de lagen wordt groter, wat niet alleen bevorderlijk is voor de impedantieregeling, de koppeling tussen de lagen en de afscherming; met name de grote afstand tussen de voedingslagen vermindert de plaatcapaciteit en is niet bevorderlijk voor ruisfiltering.
Voor het eerste schema wordt het meestal gebruikt in het geval van een groot aantal chips op het bord. Dit schema kan betere SI-prestaties opleveren, maar EMI-prestaties zijn minder goed, wat voornamelijk wordt bepaald door de bedrading en andere details. Belangrijk: De formatie wordt geplaatst in de signaallaag met de hoogste signaaldichtheid, wat bevorderlijk is voor absorptie en onderdrukking van straling. Vergroot het plaatoppervlak om te voldoen aan de 20H-regel.
Voor het tweede schema wordt dit meestal gebruikt wanneer de chipdichtheid op de printplaat laag genoeg is en er voldoende ruimte rond de chip is om de vereiste kopercoating voor de voeding aan te brengen. In dit schema bestaat de buitenste laag van de PCB volledig uit stratum en de middelste twee lagen uit de signaal-/voedingslaag. De voeding op de signaallaag wordt geleid met een brede lijn, waardoor de padimpedantie van de voedingsstroom laag is. De impedantie van het signaalmicrostrippad is eveneens laag en de interne signaalstraling door de buitenste laag wordt afgeschermd. Vanuit het oogpunt van EMI-controle is dit de beste 4-laags PCB-structuur die beschikbaar is.
Belangrijkste aandachtspunten: de middelste twee signaal- en vermogensmenglagen moeten open zijn, de lijnrichting moet verticaal zijn en overspraak moet worden vermeden; geschikte ruimte voor het bedieningspaneel, conform de 20H-regels; indien de impedantie van de draden moet worden geregeld, moeten de draden zeer zorgvuldig onder de koperen eilanden van de voeding en de aarde worden gelegd. Bovendien moeten de voeding of de koperen leiding zoveel mogelijk met elkaar worden verbonden om DC- en laagfrequente connectiviteit te garanderen.
C.Lamineren van zes lagen platen
Voor het ontwerp van een hoge chipdichtheid en hoge klokfrequentie dient het ontwerp van een 6-laags printplaat te worden overwogen. De volgende lamineringsmethode wordt aanbevolen:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Voor dit schema bereikt het lamineringsschema een goede signaalintegriteit, waarbij de signaallaag grenst aan de aardingslaag en de vermogenslaag gepaard gaat met de aardingslaag. De impedantie van elke routeringslaag kan goed worden geregeld en beide lagen kunnen magnetische lijnen goed absorberen. Bovendien kan het een beter retourpad bieden voor elke signaallaag, mits de voeding en de formatie volledig zijn.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Voor dit schema is dit schema alleen van toepassing op gevallen waarin de apparaatdichtheid niet erg hoog is. Deze laag heeft alle voordelen van de bovenste laag en het aardvlak van de bovenste en onderste laag is relatief compleet, wat kan dienen als een betere afschermingslaag. Het is belangrijk om op te merken dat de vermogenslaag zich dicht bij de laag moet bevinden die niet het hoofdcomponentvlak is, omdat het onderste vlak completer zal zijn. Daarom zijn de EMI-prestaties beter dan bij het eerste schema.
Samenvatting: Voor een printplaat met zes lagen moet de afstand tussen de voedingslaag en de aarde minimaal zijn om een goede koppeling tussen voeding en aarde te verkrijgen. Hoewel de plaatdikte van 62 mil en de afstand tussen de lagen kleiner zijn, is het echter nog steeds moeilijk om de afstand tussen de hoofdvoedingsbron en de aardelaag zeer klein te houden. Vergeleken met het eerste en het tweede schema zijn de kosten van het tweede schema aanzienlijk hoger. Daarom kiezen we meestal voor de eerste optie bij het stapelen. Volg tijdens het ontwerp de 20H-regels en de regels voor spiegellagen.
D.Lamineren van acht lagen
1. Vanwege het slechte elektromagnetische absorptievermogen en de hoge vermogensimpedantie is dit geen goede manier van lamineren. De structuur is als volgt:
1. Oppervlak van signaal 1 component, microstripbedradingslaag
2.Signaal 2 interne microstrip-routeringslaag, goede routeringslaag (X-richting)
3. Grond
4.Signaal 3 Striplijnrouteringslaag, goede routeringslaag (Y-richting)
5.Signaal 4 Kabelrouteringslaag
6. Vermogen
7.Signaal 5 interne microstripbedradingslaag
8.Signaal 6 Microstrip bedradingslaag
2. Het is een variant van de derde stapelmodus. Door de toevoeging van een referentielaag heeft het betere EMI-prestaties en kan de karakteristieke impedantie van elke signaallaag goed worden geregeld.
1.Signaal 1 componentoppervlak, microstripbedradingslaag, goede bedradingslaag
2. Grondlaag, goed absorptievermogen van elektromagnetische golven
3. Signaal 2 Kabelgeleidingslaag. Goede kabelgeleidingslaag.
4.De vermogenslaag en de volgende lagen zorgen voor een uitstekende elektromagnetische absorptie 5.De grondlaag
6. Signaal 3 Kabelgeleidingslaag. Goede kabelgeleidingslaag.
7. Vermogensvorming, met grote vermogensimpedantie
8.Signaal 4 Microstrip kabellaag. Goede kabellaag.
3. De beste stapelmodus, omdat het gebruik van een meerlaags grondreferentievlak een zeer goed geomagnetisch absorptievermogen heeft.
1.Signaal 1 componentoppervlak, microstripbedradingslaag, goede bedradingslaag
2. Grondlaag, goed absorptievermogen van elektromagnetische golven
3. Signaal 2 Kabelgeleidingslaag. Goede kabelgeleidingslaag.
4.De vermogenslaag en de volgende lagen zorgen voor een uitstekende elektromagnetische absorptie 5.De grondlaag
6. Signaal 3 Kabelgeleidingslaag. Goede kabelgeleidingslaag.
7. Grondlaag, beter absorptievermogen van elektromagnetische golven
8.Signaal 4 Microstrip kabellaag. Goede kabellaag.
De keuze van het aantal te gebruiken lagen en hoe de lagen te gebruiken, hangt af van het aantal signaalnetwerken op de printplaat, de apparaatdichtheid, de pindichtheid, de signaalfrequentie, de grootte van de printplaat en vele andere factoren. We moeten met deze factoren rekening houden. Hoe meer signaalnetwerken, hoe hoger de dichtheid van het apparaat, hoe hoger de pindichtheid, hoe hoger de frequentie van het signaalontwerp, waar mogelijk moet worden gekozen. Voor goede EMI-prestaties is het het beste om ervoor te zorgen dat elke signaallaag een eigen referentielaag heeft.
Plaatsingstijd: 26-06-2023
