Općenito, postoje dva glavna pravila za laminirani dizajn:
1. Svaki sloj usmjeravanja mora imati susjedni referentni sloj (napajanje ili formacija);
2. Susjedni glavni sloj napajanja i tlo trebaju biti na minimalnoj udaljenosti kako bi se osigurala velika kapacitivnost spojke;
Slijedeći je primjer dvoslojnog do osmoslojnog sloja:
Jednostrana PCB ploča i dvostrana PCB ploča laminirana
Za dva sloja, budući da je broj slojeva mali, nema problema s laminacijom. Kontrola EMI zračenja uglavnom se uzima u obzir na temelju ožičenja i rasporeda;
Elektromagnetska kompatibilnost jednoslojnih i dvoslojnih ploča postaje sve istaknutija. Glavni razlog za ovu pojavu je prevelika površina signalne petlje, što ne samo da proizvodi jako elektromagnetsko zračenje, već i čini krug osjetljivim na vanjske smetnje. Najjednostavniji način za poboljšanje elektromagnetske kompatibilnosti linije je smanjenje površine petlje kritičnog signala.
Kritični signal: S gledišta elektromagnetske kompatibilnosti, kritični signal se uglavnom odnosi na signal koji proizvodi jako zračenje i osjetljiv je na vanjski svijet. Signali koji mogu proizvesti jako zračenje obično su periodični signali, poput niskih signala takta ili adresa. Signali osjetljivi na smetnje su oni s niskim razinama analognih signala.
Jednoslojne i dvoslojne ploče obično se koriste u niskofrekventnim simulacijskim dizajnima ispod 10 kHz:
1) Položite energetske kabele radijalno na istom sloju i minimizirajte zbroj duljina vodova;
2) Prilikom postavljanja žice za napajanje i uzemljenja, što bliže jedna drugoj; Položite žicu za uzemljenje blizu žice ključnog signala što je moguće bliže. Na taj način se formira manja površina petlje i smanjuje osjetljivost diferencijalnog zračenja na vanjske smetnje. Kada se žica za uzemljenje doda pored signalne žice, formira se krug s najmanjom površinom, a struja signala mora se usmjeriti kroz ovaj krug, a ne kroz drugi put uzemljenja.
3) Ako se radi o dvoslojnoj pločici, može se postaviti na drugu stranu pločice, blizu signalne linije ispod, duž signalne linije postaviti žicu za uzemljenje, što je moguće širu liniju. Rezultirajuća površina kruga jednaka je debljini pločice pomnoženoj s duljinom signalne linije.
B. Laminacija četiri sloja
1. Sig-gnd (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Kod oba ova laminirana dizajna, potencijalni problem je tradicionalna debljina ploče od 1,6 mm (62 mil). Razmak između slojeva postat će velik, što ne samo da pogoduje kontrolnoj impedanciji, međuslojnom spajanju i zaštiti; Posebno, veliki razmak između slojeva napajanja smanjuje kapacitet ploče i ne pogoduje filtriranju šuma.
Prva shema se obično koristi u slučaju velikog broja čipova na ploči. Ova shema može postići bolje SI performanse, ali EMI performanse nisu tako dobre, što se uglavnom kontrolira ožičenjem i drugim detaljima. Glavna pozornost: Formacija se postavlja u signalni sloj najgušćeg signalnog sloja, što pogoduje apsorpciji i suzbijanju zračenja; Povećati površinu ploče kako bi se odrazilo pravilo 20H.
Druga shema se obično koristi tamo gdje je gustoća čipova na ploči dovoljno niska i postoji dovoljno površine oko čipa za postavljanje potrebnog bakrenog premaza za napajanje. U ovoj shemi, vanjski sloj PCB-a je potpuno slojevit, a srednja dva sloja su signalni/napajni sloj. Napajanje na signalnom sloju usmjereno je širokom linijom, što može smanjiti impedanciju puta struje napajanja, a impedancija puta signalne mikrostripne trake je također niska, a također može zaštititi unutarnje signalno zračenje kroz vanjski sloj. S gledišta EMI kontrole, ovo je najbolja dostupna 4-slojna PCB struktura.
Glavna pozornost: srednja dva sloja signala, razmak slojeva za miješanje snage treba biti otvoren, smjer linije je okomit, izbjegavajte preslušavanje; Odgovarajuće područje upravljačke ploče, u skladu s pravilima 20H; Ako se impedancija žica treba kontrolirati, vrlo pažljivo položite žice ispod bakrenih otoka napajanja i uzemljenja. Osim toga, napajanje ili polaganje bakra trebaju biti međusobno povezani što je više moguće kako bi se osigurala istosmjerna i niskofrekventna povezivost.
C. Laminiranje šest slojeva ploča
Za dizajn visoke gustoće čipova i visoke taktne frekvencije, treba razmotriti dizajn ploče sa 6 slojeva. Preporučuje se metoda laminiranja:
1. SIG-GND-SIG-NAPAJANJE-GND-SIG;
Za ovu shemu, shema laminiranja postiže dobar integritet signala, sa slojem signala uz sloj uzemljenja, slojem napajanja uparenim sa slojem uzemljenja, impedancija svakog sloja usmjeravanja može se dobro kontrolirati, a oba sloja mogu dobro apsorbirati magnetske linije. Osim toga, može osigurati bolji povratni put za svaki sloj signala pod uvjetom potpunog napajanja i formiranja.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Za ovu shemu, ova shema se primjenjuje samo u slučaju kada gustoća uređaja nije jako visoka. Ovaj sloj ima sve prednosti gornjeg sloja, a uzemljena ravnina gornjeg i donjeg sloja je relativno potpuna, što se može koristiti kao bolji zaštitni sloj. Važno je napomenuti da sloj napajanja treba biti blizu sloja koji nije glavna ravnina komponenti, jer će donja ravnina biti potpunija. Stoga su EMI performanse bolje nego kod prve sheme.
Sažetak: Kod sheme šesteroslojne ploče, razmak između sloja napajanja i uzemljenja treba smanjiti kako bi se postigla dobra veza napajanja i uzemljenja. Međutim, iako su debljina ploče od 62 mil i razmak između slojeva smanjeni, još uvijek je teško kontrolirati razmak između glavnog izvora napajanja i sloja uzemljenja tako da bude vrlo mali. U usporedbi s prvom i drugom shemom, trošak druge sheme je znatno povećan. Stoga obično biramo prvu opciju prilikom slaganja. Tijekom dizajna slijedite pravila 20H i pravila zrcalnog sloja.
D. Laminacija osam slojeva
1, Zbog slabe elektromagnetske apsorpcijske sposobnosti i velike impedancije snage, ovo nije dobar način laminiranja. Njegova struktura je sljedeća:
1. Signal 1 komponentna površina, sloj mikrotrakastog ožičenja
2. Signal 2 unutarnji sloj usmjeravanja mikrostripnih vlakana, dobar sloj usmjeravanja (smjer X)
3. Prizemlje
4. Sloj usmjeravanja signalne 3 trakaste linije, dobar sloj usmjeravanja (smjer Y)
5. Sloj usmjeravanja kabela signala 4
6. Snaga
7. Signal 5 unutarnji sloj mikrotrakastog ožičenja
8. Signal 6 sloj mikrostripnog ožičenja
2. To je varijanta trećeg načina slaganja. Zbog dodatka referentnog sloja, ima bolje EMI performanse, a karakteristična impedancija svakog signalnog sloja može se dobro kontrolirati.
1. Signal 1 komponentna površina, sloj mikrotrakastog ožičenja, sloj dobrog ožičenja
2. Sloj tla, dobra sposobnost apsorpcije elektromagnetskih valova
3. Sloj usmjeravanja kabela signala 2. Dobar sloj usmjeravanja kabela
4. Sloj energije i sljedeći slojevi predstavljaju izvrsnu elektromagnetsku apsorpciju 5. Sloj tla
6. Sloj usmjeravanja kabela signala 3. Dobar sloj usmjeravanja kabela
7. Formiranje snage, s velikom impedancijom snage
8. Signal 4 Mikrostripni sloj kabela. Dobar sloj kabela
3, Najbolji način slaganja, jer korištenje višeslojne referentne ravnine tla ima vrlo dobar geomagnetski kapacitet apsorpcije.
1. Signal 1 komponentna površina, sloj mikrotrakastog ožičenja, sloj dobrog ožičenja
2. Sloj tla, dobra sposobnost apsorpcije elektromagnetskih valova
3. Sloj usmjeravanja kabela signala 2. Dobar sloj usmjeravanja kabela
4. Sloj energije i sljedeći slojevi predstavljaju izvrsnu elektromagnetsku apsorpciju 5. Sloj tla
6. Sloj usmjeravanja kabela signala 3. Dobar sloj usmjeravanja kabela
7. Sloj tla, bolja sposobnost apsorpcije elektromagnetskih valova
8. Signal 4 Mikrostripni sloj kabela. Dobar sloj kabela
Izbor broja slojeva i načina korištenja slojeva ovisi o broju signalnih mreža na ploči, gustoći uređaja, gustoći PIN-ova, frekvenciji signala, veličini ploče i mnogim drugim čimbenicima. Moramo uzeti u obzir ove čimbenike. Što je veći broj signalnih mreža, to je veća gustoća uređaja, što je veća gustoća PIN-ova, to bi dizajn signala trebao biti što je više moguće veći. Za dobre EMI performanse najbolje je osigurati da svaki signalni sloj ima svoj vlastiti referentni sloj.
Vrijeme objave: 26. lipnja 2023.
