In generale, ci sono due regole principali per la progettazione laminata:
1. Ogni strato di instradamento deve avere uno strato di riferimento adiacente (alimentazione o formazione);
2. Lo strato di potenza principale adiacente e la terra devono essere mantenuti a una distanza minima per fornire una grande capacità di accoppiamento;
Quello che segue è un esempio di uno stack da due a otto strati:
A. Scheda PCB a lato singolo e scheda PCB a doppio lato laminata
Per due strati, poiché il numero di strati è piccolo, non vi è alcun problema di laminazione.Il controllo delle radiazioni EMI viene considerato principalmente dal cablaggio e dal layout;
La compatibilità elettromagnetica delle piastre a strato singolo e doppio strato sta diventando sempre più importante.La ragione principale di questo fenomeno è che l'area del circuito del segnale è troppo grande, il che non solo produce forti radiazioni elettromagnetiche, ma rende anche il circuito sensibile alle interferenze esterne.Il modo più semplice per migliorare la compatibilità elettromagnetica di una linea è ridurre l'area del loop di un segnale critico.
Segnale critico: dal punto di vista della compatibilità elettromagnetica, il segnale critico si riferisce principalmente al segnale che produce forti radiazioni ed è sensibile al mondo esterno.I segnali che possono produrre forti radiazioni sono solitamente segnali periodici, come segnali bassi di orologi o indirizzi.I segnali sensibili alle interferenze sono quelli con bassi livelli di segnali analogici.
Le piastre a strato singolo e doppio vengono solitamente utilizzate nei progetti di simulazione a bassa frequenza inferiore a 10 KHz:
1) Posare i cavi di potenza sulla stessa falda in modo radiale, minimizzando la somma delle lunghezze delle linee;
2) Quando si cammina, l'alimentazione e il filo di terra sono vicini l'uno all'altro;Posare un filo di terra vicino al filo del segnale della chiave il più vicino possibile.Pertanto, si forma un'area del circuito più piccola e la sensibilità della radiazione in modo differenziale alle interferenze esterne viene ridotta.Quando si aggiunge un filo di terra accanto al filo di segnale, si forma un circuito con l'area più piccola e la corrente del segnale deve essere instradata attraverso questo circuito anziché attraverso l'altro percorso di terra.
3) Se si tratta di un circuito a doppio strato, può trovarsi sull'altro lato del circuito, vicino alla linea del segnale sottostante, lungo la linea del segnale copre un filo di terra, una linea il più larga possibile.L'area del circuito risultante è uguale allo spessore del circuito moltiplicato per la lunghezza della linea del segnale.
B.Laminazione di quattro strati
1. Sig-terra (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Per entrambi questi modelli laminati, il potenziale problema riguarda il tradizionale spessore della piastra da 1,6 mm (62 mil).La spaziatura degli strati diventerà ampia, favorendo non solo il controllo dell'impedenza, l'accoppiamento tra gli strati e la schermatura;In particolare, l'ampia distanza tra gli strati di alimentazione riduce la capacità delle piastre e non favorisce il filtraggio del rumore.
Il primo schema viene solitamente utilizzato nel caso di un numero elevato di chip sul tabellone.Questo schema può ottenere prestazioni SI migliori, ma le prestazioni EMI non sono così buone, poiché sono controllate principalmente dal cablaggio e da altri dettagli.Attenzione principale: la formazione è posizionata nello strato di segnale dello strato di segnale più denso, favorevole all'assorbimento e alla soppressione delle radiazioni;Aumentare l'area della piastra per riflettere la regola delle 20H.
Per il secondo schema, viene solitamente utilizzato quando la densità del chip sulla scheda è sufficientemente bassa e l'area attorno al chip è sufficiente per posizionare il rivestimento in rame di potenza richiesto.In questo schema, lo strato esterno del PCB è tutto strato e i due strati centrali sono lo strato segnale/potenza.L'alimentazione sullo strato del segnale viene instradata con una linea larga, che può rendere bassa l'impedenza del percorso della corrente di alimentazione, e anche l'impedenza del percorso della microstriscia del segnale è bassa e può anche schermare la radiazione del segnale interno attraverso l'esterno strato.Dal punto di vista del controllo EMI, questa è la migliore struttura PCB a 4 strati disponibile.
Attenzione principale: i due strati centrali del segnale, la spaziatura degli strati di mixaggio della potenza deve essere aperta, la direzione della linea è verticale, evitare la diafonia;Area del pannello di controllo adeguata, che riflette le regole 20H;Se è necessario controllare l'impedenza dei cavi, posizionare con molta attenzione i cavi sotto le isole di rame dell'alimentatore e della terra.Inoltre, l’alimentazione o la posa in rame dovrebbero essere il più possibile interconnesse per garantire la connettività CC e a bassa frequenza.
C.Laminazione di sei strati di lastre
Per la progettazione di un'elevata densità di chip e di un'elevata frequenza di clock, è necessario considerare la progettazione di una scheda a 6 strati.Si consiglia il metodo di laminazione:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Per questo schema, lo schema di laminazione raggiunge una buona integrità del segnale, con lo strato di segnale adiacente allo strato di messa a terra, lo strato di potenza accoppiato con lo strato di messa a terra, l'impedenza di ciascuno strato di instradamento può essere ben controllata ed entrambi gli strati possono assorbire bene le linee magnetiche .Inoltre, può fornire un percorso di ritorno migliore per ciascuno strato di segnale in condizioni di alimentazione e formazione complete.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Per questo schema, questo schema si applica solo al caso in cui la densità del dispositivo non è molto elevata.Questo strato presenta tutti i vantaggi dello strato superiore e il piano di massa dello strato superiore e inferiore è relativamente completo e può essere utilizzato come strato schermante migliore.È importante notare che lo strato di potenza dovrebbe essere vicino allo strato che non è il piano del componente principale, perché il piano inferiore sarà più completo.Pertanto, le prestazioni EMI sono migliori rispetto al primo schema.
Riepilogo: Per lo schema del pannello a sei strati, la spaziatura tra lo strato di potenza e la terra dovrebbe essere ridotta al minimo per ottenere una buona potenza e accoppiamento con la terra.Tuttavia, sebbene lo spessore della piastra di 62 mil e la spaziatura tra gli strati siano ridotti, è ancora difficile controllare la spaziatura molto piccola tra la fonte di alimentazione principale e lo strato di terra.Rispetto al primo schema e al secondo schema, il costo del secondo schema è notevolmente aumentato.Pertanto, di solito scegliamo la prima opzione quando impiliamo.Durante la progettazione, seguire le regole 20H e le regole del livello speculare.
D.Laminazione di otto strati
1, a causa della scarsa capacità di assorbimento elettromagnetico e della grande impedenza di potenza, questo non è un buon modo di laminazione.La sua struttura è la seguente:
1. Superficie del componente segnale 1, strato di cablaggio a microstriscia
2. Strato di routing microstrip interno del segnale 2, buon livello di routing (direzione X)
3.Terra
4. Segnale 3 Strato di instradamento della linea di striscia, buon strato di instradamento (direzione Y)
5. Segnale 4 Strato di instradamento dei cavi
6.Potenza
7. Strato di cablaggio interno a microstriscia del segnale 5
8. Strato di cablaggio microstrip segnale 6
2. È una variante della terza modalità di impilamento.Grazie all'aggiunta dello strato di riferimento, offre prestazioni EMI migliori e l'impedenza caratteristica di ogni strato di segnale può essere ben controllata
1.Segnale 1 superficie del componente, strato di cablaggio a microstriscia, buon strato di cablaggio
2. Strato di terra, buona capacità di assorbimento delle onde elettromagnetiche
3. Segnale 2 Strato di instradamento dei cavi.Buon livello di instradamento dei cavi
4.Lo strato di potenza e gli strati seguenti costituiscono un eccellente assorbimento elettromagnetico. 5.Strato di terra
6. Segnale 3 Strato di instradamento dei cavi.Buon livello di instradamento dei cavi
7. Formazione di potenza, con grande impedenza di potenza
8. Strato cavo microstrip segnale 4.Buon strato di cavi
3, la migliore modalità di impilamento, perché l'uso del piano di riferimento del terreno multistrato ha un'ottima capacità di assorbimento geomagnetico.
1.Segnale 1 superficie del componente, strato di cablaggio a microstriscia, buon strato di cablaggio
2. Strato di terra, buona capacità di assorbimento delle onde elettromagnetiche
3. Segnale 2 Strato di instradamento dei cavi.Buon livello di instradamento dei cavi
4.Lo strato di potenza e gli strati seguenti costituiscono un eccellente assorbimento elettromagnetico. 5.Strato di terra
6. Segnale 3 Strato di instradamento dei cavi.Buon livello di instradamento dei cavi
7. Strato di terra, migliore capacità di assorbimento delle onde elettromagnetiche
8. Strato cavo microstrip segnale 4.Buon strato di cavi
La scelta di quanti strati utilizzare e come utilizzare gli strati dipende dal numero di reti di segnale sulla scheda, dalla densità del dispositivo, dalla densità dei PIN, dalla frequenza del segnale, dalle dimensioni della scheda e da molti altri fattori.Dobbiamo tenere in considerazione questi fattori.Maggiore è il numero delle reti di segnale, maggiore è la densità del dispositivo, maggiore è la densità dei PIN, maggiore è la frequenza del progetto del segnale da adottare, per quanto possibile.Per ottenere buone prestazioni EMI è meglio assicurarsi che ogni livello di segnale abbia il proprio livello di riferimento.
Orario di pubblicazione: 26 giugno 2023