Over het algemeen zijn er twee hoofdregels voor gelamineerd ontwerp:
1. Elke routeringslaag moet een aangrenzende referentielaag hebben (voeding of formatie);
2. De aangrenzende hoofdstroomlaag en de grond moeten op een minimale afstand worden gehouden om een grote koppelcapaciteit te bieden;
Het volgende is een voorbeeld van een stapel van twee tot acht lagen:
A.enkelzijdige printplaat en dubbelzijdige printplaat gelamineerd
Voor twee lagen is er geen laminatieprobleem, omdat het aantal lagen klein is.EMI-stralingscontrole wordt voornamelijk bekeken vanuit de bedrading en lay-out;
De elektromagnetische compatibiliteit van enkellaags- en dubbellaagsplaten wordt steeds prominenter.De belangrijkste reden voor dit fenomeen is dat het gebied 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 vooral 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 signalen van klokken of adressen.Interferentiegevoelige signalen zijn signalen met een laag niveau aan analoge signalen.
Enkel- en dubbellaagsplaten worden meestal gebruikt in laagfrequente simulatieontwerpen onder 10 kHz:
1) Leid de stroomkabels op dezelfde laag op een radiale manier en minimaliseer de som van de lengte van de lijnen;
2) Wanneer u de stroomvoorziening en de aardedraad dicht bij elkaar bewandelt;Leg een aardedraad zo dicht mogelijk bij de sleutelsignaaldraad.Er wordt dus een kleiner lusoppervlak gevormd en de gevoeligheid van differentiële modusstraling voor externe interferentie wordt verminderd.Wanneer naast de signaaldraad een aarddraad wordt toegevoegd, wordt een circuit met het kleinste oppervlak gevormd en moet de signaalstroom door dit circuit worden geleid in plaats van via het andere aardpad.
3) Als het een dubbellaagse printplaat is, kan deze zich aan de andere kant van de printplaat bevinden, dichtbij de signaallijn eronder, langs de signaallijn een aarddraad, een zo breed mogelijke lijn.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 (62mil).De afstand tussen de lagen zal groot worden, wat niet alleen bevorderlijk is voor het beheersen van de impedantie, de koppeling tussen de lagen en de afscherming;In het bijzonder vermindert de grote afstand tussen de voedingslagen de plaatcapaciteit en is niet bevorderlijk voor het filteren van ruis.
Het eerste schema wordt meestal gebruikt als er een groot aantal fiches op het bord staat.Dit schema kan betere SI-prestaties opleveren, maar de EMI-prestaties zijn niet zo goed, wat voornamelijk wordt bepaald door bedrading en andere details.Belangrijkste aandacht: de formatie wordt geplaatst in de signaallaag van de meest dichte signaallaag, bevorderlijk voor de absorptie en onderdrukking van straling;Vergroot het plaatoppervlak om de 20H-regel weer te geven.
Voor het tweede schema wordt dit meestal gebruikt wanneer de chipdichtheid op het bord laag genoeg is en er voldoende ruimte rond de chip is om de vereiste kopercoating aan te brengen.In dit schema bestaat de buitenste laag van de PCB uit een laag en zijn de middelste twee lagen een signaal-/vermogenslaag.De voeding op de signaallaag wordt met een brede lijn geleid, wat de padimpedantie van de voedingsstroom laag kan maken, en de impedantie van het signaalmicrostrippad is ook laag, en kan ook de binnenste signaalstraling door de buitenste afschermen laag.Vanuit het oogpunt van EMI-controle is dit de beste 4-laags PCB-structuur die beschikbaar is.
Belangrijkste aandacht: de middelste twee signaallagen, de afstand tussen de vermogensmenglagen moet worden geopend, de richting van de lijn is verticaal, vermijd overspraak;Geschikt bedieningspaneelgebied, dat de 20H-regels weerspiegelt;Als de impedantie van de draden moet worden gecontroleerd, leg de draden dan heel voorzichtig onder de koperen eilanden van de voeding en aarde.Bovendien moet de stroomvoorziening of het leggen van koper 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 moet het ontwerp van een 6-laags bord worden overwogen.De lamineermethode wordt aanbevolen:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Voor dit schema bereikt het lamineerschema een goede signaalintegriteit, waarbij de signaallaag grenst aan de aardingslaag, de vermogenslaag gepaard gaat met de aardingslaag, de impedantie van elke routeringslaag goed kan worden gecontroleerd en beide lagen magnetische lijnen goed kunnen absorberen. .Bovendien kan het een beter retourpad bieden voor elke signaallaag onder de voorwaarde van volledige voeding en vorming.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Voor dit schema is dit schema alleen van toepassing op het geval waarin de apparaatdichtheid niet erg hoog is.Deze laag heeft alle voordelen van de bovenste laag en het grondvlak van de bovenste en onderste laag is relatief compleet, wat kan worden gebruikt als een betere afschermingslaag.Het is belangrijk op te merken dat de vermogenslaag zich dichtbij de laag moet bevinden die niet het hoofdcomponentvlak is, omdat het onderste vlak completer zal zijn.Daarom zijn de EMI-prestaties beter dan het eerste schema.
Samenvatting: Voor het schema van een zeslaags bord moet de afstand tussen de stroomlaag en de grond tot een minimum worden beperkt om een goede stroom- en grondkoppeling te verkrijgen.Hoewel de plaatdikte van 62 mil en de afstand tussen de lagen zijn verminderd, is het echter nog steeds moeilijk om de afstand tussen de hoofdkrachtbron en de grondlaag zeer klein te houden.Vergeleken met het eerste schema en het tweede schema zijn de kosten van het tweede schema aanzienlijk verhoogd.Daarom kiezen we meestal de eerste optie als we stapelen.Volg tijdens het ontwerp de 20H-regels en de spiegellaagregels.
D. Lamineren van acht lagen
1. Vanwege het slechte elektromagnetische absorptievermogen en de grote vermogensimpedantie is dit geen goede manier van lamineren.De structuur is als volgt:
1. Signaal 1 componentoppervlak, microstrip-bedradingslaag
2. Signaal 2 interne microstrip-routeringslaag, goede routeringslaag (X-richting)
3. Grond
4. Signaal 3 Striplijnrouteringslaag, goede routeringslaag (Y-richting)
5. Signaal 4 Kabelgeleidingslaag
6. Vermogen
7. Signaal 5 interne microstrip-bedradingslaag
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 gecontroleerd
1. Signaal 1 componentoppervlak, microstrip-bedradingslaag, goede bedradingslaag
2. Grondlaag, goed elektromagnetisch golfabsorptievermogen
3. Signaal 2 Kabelgeleidingslaag.Goede kabelgeleidingslaag
4. Vermogenslaag en de volgende lagen vormen een uitstekende elektromagnetische absorptie. 5. Grondlaag
6. Signaal 3 Kabelgeleidingslaag.Goede kabelgeleidingslaag
7. Vermogensvorming, met grote vermogensimpedantie
8. Signaal 4 Microstrip-kabellaag.Goede kabellegger
3. De beste stapelmodus, omdat het gebruik van een meerlaags grondreferentievlak een zeer goed geomagnetisch absorptievermogen heeft.
1. Signaal 1 componentoppervlak, microstrip-bedradingslaag, goede bedradingslaag
2. Grondlaag, goed elektromagnetisch golfabsorptievermogen
3. Signaal 2 Kabelgeleidingslaag.Goede kabelgeleidingslaag
4. Vermogenslaag en de volgende lagen vormen een uitstekende elektromagnetische absorptie. 5. Grondlaag
6. Signaal 3 Kabelgeleidingslaag.Goede kabelgeleidingslaag
7. Grondlaag, beter elektromagnetisch golfabsorptievermogen
8. Signaal 4 Microstrip-kabellaag.Goede kabellegger
De keuze hoeveel lagen je moet gebruiken en hoe je de lagen moet gebruiken, hangt af van het aantal signaalnetwerken op het bord, de apparaatdichtheid, PIN-dichtheid, signaalfrequentie, bordgrootte en vele andere factoren.Met deze factoren moeten we rekening houden.Hoe meer signaalnetwerken, hoe hoger de dichtheid van het apparaat, hoe hoger de PIN-dichtheid, hoe hoger de frequentie van het signaalontwerp zoveel mogelijk moet worden toegepast.Voor goede EMI-prestaties kunt u er het beste voor zorgen dat elke signaallaag zijn eigen referentielaag heeft.
Posttijd: 26 juni 2023