Вообще, есть два главных правила оформления ламината:
1. Каждый уровень маршрутизации должен иметь соседний опорный уровень (питание или формирование);
2. Соседний основной слой питания и земля должны находиться на минимальном расстоянии, чтобы обеспечить большую емкость связи;
Ниже приведен пример стека из двух-восьми слоев:
A. Односторонняя печатная плата и двухсторонняя ламинированная печатная плата.
Для двух слоев, поскольку количество слоев небольшое, проблем с ламинированием не возникает. Контроль излучения электромагнитных помех в основном учитывается с точки зрения проводки и компоновки;
Электромагнитная совместимость однослойных и двухслойных пластин становится все более заметной. Основная причина этого явления заключается в том, что площадь сигнального контура слишком велика, что не только создает сильное электромагнитное излучение, но и делает схему чувствительной к внешним помехам. Самый простой способ улучшить электромагнитную совместимость линии — уменьшить площадь контура критического сигнала.
Критический сигнал: с точки зрения электромагнитной совместимости критический сигнал в основном относится к сигналу, который производит сильное излучение и чувствителен к внешнему миру. Сигналы, которые могут создавать сильное излучение, обычно являются периодическими сигналами, такими как низкие сигналы часов или адресов. Чувствительные к помехам сигналы – это сигналы с низким уровнем аналоговых сигналов.
Одно- и двухслойные пластины обычно используются в конструкциях моделирования низких частот ниже 10 кГц:
1) Прокладывайте силовые кабели в одном слое радиально и минимизируйте сумму длин линий;
2) При прохождении источника питания и заземляющего провода располагайтесь близко друг к другу; Проложите заземляющий провод как можно ближе к сигнальному проводу ключа. Таким образом, формируется меньшая площадь контура и снижается чувствительность излучения дифференциальной моды к внешним помехам. Когда рядом с сигнальным проводом добавляется заземляющий провод, образуется цепь наименьшей площади, и сигнальный ток должен проходить через эту цепь, а не через другой путь заземления.
3) Если это двухслойная печатная плата, она может находиться на другой стороне печатной платы, рядом с сигнальной линией ниже, вдоль сигнальной линии проложите заземляющий провод, линию как можно шире. Полученная площадь схемы равна толщине печатной платы, умноженной на длину сигнальной линии.
B.Ламинирование четырех слоев
1. Сигнал-Земля(PWR)-PWR(GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Для обеих этих ламинированных конструкций потенциальная проблема связана с традиционной толщиной пластины 1,6 мм (62 мил). Расстояние между слоями станет большим, что будет способствовать не только контролю импеданса, межслоевой связи и экранированию; В частности, большое расстояние между слоями источника питания уменьшает емкость пластины и не способствует фильтрации помех.
Первая схема обычно используется в случае большого количества микросхем на плате. Эта схема может обеспечить лучшие характеристики SI, но характеристики EMI не так хороши, что в основном контролируется проводкой и другими деталями. Основное внимание: В сигнальном слое размещается образование наиболее плотного сигнального слоя, способствующего поглощению и подавлению излучения; Увеличьте площадь пластины, чтобы отразить правило 20H.
Для второй схемы обычно используется там, где плотность чипов на плате достаточно мала и вокруг чипа имеется достаточная площадь для размещения необходимого силового медного покрытия. В этой схеме внешний слой печатной платы представляет собой весь слой, а два средних слоя — это уровень сигнала/питания. Источник питания на сигнальном слое проложен по широкой линии, что может сделать импеданс пути тока источника питания низким, а сопротивление сигнального микрополоскового пути также низким, а также может экранировать внутреннее излучение сигнала через внешнее слой. С точки зрения контроля электромагнитных помех это лучшая доступная четырехслойная структура печатной платы.
Основное внимание: два средних слоя сигнала, расстояние между слоями смешивания мощности должны быть открыты, направление линии вертикальное, избегайте перекрестных помех; Соответствующая область панели управления, соответствующая правилам 20H; Если необходимо контролировать сопротивление проводов, очень осторожно прокладывайте провода под медными островками источника питания и заземления. Кроме того, источник питания или прокладка меди должны быть максимально связаны между собой, чтобы обеспечить возможность подключения по постоянному и низкочастотному току.
C.Ламинирование шести слоев пластин
Для разработки высокой плотности микросхем и высокой тактовой частоты следует учитывать конструкцию 6-слойной платы. Метод ламинирования рекомендуется:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
В этой схеме схема ламинирования обеспечивает хорошую целостность сигнала: сигнальный слой примыкает к заземляющему слою, силовой слой соединен с заземляющим слоем, импеданс каждого слоя маршрутизации можно хорошо контролировать, и оба слоя могут хорошо поглощать магнитные линии. . Кроме того, это может обеспечить лучший обратный путь для каждого сигнального слоя при условии полного питания и формирования.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Для данной схемы данная схема применима только к случаю, когда плотность устройств не очень высока. Этот слой обладает всеми преимуществами верхнего слоя, а заземляющая плоскость верхнего и нижнего слоев относительно завершена, что может использоваться в качестве лучшего экранирующего слоя. Важно отметить, что силовой слой должен находиться рядом со слоем, который не является плоскостью основного компонента, поскольку нижняя плоскость будет более полной. Таким образом, производительность EMI лучше, чем у первой схемы.
Резюме: Для схемы шестислойной платы расстояние между силовым слоем и землей должно быть минимизировано, чтобы обеспечить хорошую связь между питанием и землей. Однако, хотя толщина пластины составляет 62 мил и расстояние между слоями уменьшено, по-прежнему трудно контролировать очень маленькое расстояние между основным источником питания и слоем земли. По сравнению с первой схемой и второй схемой стоимость второй схемы значительно увеличивается. Поэтому при складывании мы обычно выбираем первый вариант. Во время проектирования следуйте правилам 20H и правилам зеркального слоя.
D.Ламинирование восьми слоев
1. Из-за плохой способности к электромагнитному поглощению и большого сопротивления мощности это не лучший способ ламинирования. Его структура следующая:
1. Поверхность компонента сигнала 1, слой микрополосковой проводки
2. Внутренний слой микрополосковой маршрутизации сигнала 2, хороший слой маршрутизации (направление X)
3.Земля
4. Сигнал 3. Слой маршрутизации полосовой линии, хороший слой маршрутизации (направление Y).
5. Сигнал 4. Уровень прокладки кабеля.
6. Мощность
7. Внутренний слой микрополосковой проводки сигнала 5.
8. Слой микрополосковой проводки сигнала 6.
2. Это вариант третьего режима укладки. Благодаря добавлению опорного слоя он имеет лучшие характеристики электромагнитных помех, а характеристическое сопротивление каждого сигнального слоя можно хорошо контролировать.
1. Поверхность компонента сигнала 1, слой микрополосковой проводки, хороший слой проводки
2. Слой земли, хорошая способность поглощения электромагнитных волн.
3. Сигнал 2. Уровень прокладки кабеля. Хороший слой прокладки кабеля
4. Слой мощности и следующие слои обеспечивают превосходное электромагнитное поглощение. 5. Слой земли.
6. Сигнал 3. Уровень прокладки кабеля. Хороший слой прокладки кабеля
7. Формирование мощности, с большим сопротивлением мощности
8. Сигнальный слой 4 микрополоскового кабеля. Хороший кабельный укладчик
3. Лучший режим штабелирования, поскольку использование многослойной опорной плоскости заземления имеет очень хорошую способность к геомагнитному поглощению.
1. Поверхность компонента сигнала 1, слой микрополосковой проводки, хороший слой проводки
2. Слой земли, хорошая способность поглощения электромагнитных волн.
3. Сигнал 2. Уровень прокладки кабеля. Хороший слой прокладки кабеля
4. Слой мощности и следующие слои обеспечивают превосходное электромагнитное поглощение. 5. Слой земли.
6. Сигнал 3. Уровень прокладки кабеля. Хороший слой прокладки кабеля
7. Слой земли, лучшая способность поглощения электромагнитных волн
8. Сигнальный слой 4 микрополоскового кабеля. Хороший кабельный укладчик
Выбор количества и способа использования слоев зависит от количества сигнальных сетей на плате, плотности устройств, плотности PIN-кодов, частоты сигнала, размера платы и многих других факторов. Нам необходимо учитывать эти факторы. Чем больше количество сигнальных сетей, тем выше плотность устройства, чем выше плотность PIN-кодов, тем выше частота конструкции сигнала должна быть принята, насколько это возможно. Для обеспечения хороших характеристик электромагнитных помех лучше всего обеспечить, чтобы каждый сигнальный уровень имел свой собственный опорный уровень.
Время публикации: 26 июня 2023 г.
