Ymmärrätkö piirilevylaminoinnin kaksi sääntöä?

Yleisesti ottaen laminoituun suunnitteluun on kaksi pääsääntöä:

1. Jokaisella reitityskerroksella on oltava viereinen referenssikerros (virtalähde tai muodostuma);

2. Viereisen päätehokerroksen ja maan välinen etäisyys tulisi pitää mahdollisimman pienenä suuren kytkentäkapasitanssin aikaansaamiseksi;

Seuraava on esimerkki kaksi- tai kahdeksankerroksisesta pinosta:
A. yksipuolinen piirilevy ja kaksipuolinen piirilevy laminoitu
Kahdella kerroksella, koska kerrosten lukumäärä on pieni, laminointiongelmia ei ole. Sähkömagneettisen häiriön (EMI) hallinta otetaan huomioon pääasiassa johdotuksessa ja asettelussa.

Yksi- ja kaksikerroksisten levyjen sähkömagneettinen yhteensopivuus on yhä tärkeämpää. Tämän ilmiön pääasiallinen syy on liian suuri signaalisilmukan pinta-ala, mikä ei ainoastaan ​​tuota voimakasta sähkömagneettista säteilyä, vaan tekee piiristä myös herkän ulkoisille häiriöille. Yksinkertaisin tapa parantaa linjan sähkömagneettista yhteensopivuutta on pienentää kriittisen signaalin silmukan pinta-alaa.

Kriittinen signaali: Sähkömagneettisen yhteensopivuuden näkökulmasta kriittinen signaali viittaa pääasiassa signaaliin, joka tuottaa voimakasta säteilyä ja on herkkä ulkomaailmalle. Voimakasta säteilyä tuottavat signaalit ovat yleensä jaksollisia signaaleja, kuten kellojen tai osoitteiden heikkoja signaaleja. Häiriöherkät signaalit ovat signaaleja, joilla on heikko analoginen signaalitaso.

Yksi- ja kaksikerroksisia levyjä käytetään yleensä matalataajuisissa simulaatiosuunnitteluissa alle 10 kHz:n taajuuksilla:

1) Reititä virtakaapelit samalle kerrokselle säteittäisesti ja minimoi johtojen pituuksien summa;

2) Kun virtalähde- ja maadoitusjohto kulkevat lähellä toisiaan, aseta maadoitusjohto mahdollisimman lähelle avainsignaalijohtoa. Näin muodostuu pienempi silmukka-alue ja differentiaalimuotoisen säteilyn herkkyys ulkoisille häiriöille pienenee. Kun maadoitusjohto lisätään signaalijohdon viereen, muodostuu pienimmän alueen omaava piiri, ja signaalivirta on johdettava tämän piirin kautta toisen maadoitusreitin sijaan.

3) Jos kyseessä on kaksikerroksinen piirilevy, se voi olla piirilevyn toisella puolella, lähellä alla olevaa signaalilinjaa, signaalilinjaa pitkin maadoitusjohto, mahdollisimman leveä linja. Tuloksena oleva piirin pinta-ala on yhtä suuri kuin piirilevyn paksuus kerrottuna signaalilinjan pituudella.

B. Neljän kerroksen laminointi

1. Signaali-maa (PWR)-PWR (GND)-SIG;

2. MAA-SIG(PWR)-SIG(PWR)-MAA;

Molemmissa näissä laminoituissa malleissa mahdollinen ongelma on perinteinen 1,6 mm:n (62 mil) levypaksuus. Kerrosten välinen etäisyys kasvaa suureksi, mikä ei ainoastaan ​​edistä impedanssin säätöä, kerrosten välistä kytkentää ja suojausta, vaan erityisesti virtalähteen kerrosten välinen suuri etäisyys vähentää levykapasitanssia eikä edistä kohinan suodatusta.

Ensimmäistä järjestelmää käytetään yleensä silloin, kun piirilevyllä on paljon siruja. Tällä järjestelmällä voidaan saavuttaa parempi SI-suorituskyky, mutta EMI-suorituskyky ei ole yhtä hyvä, mikä johtuu pääasiassa johdotuksesta ja muista yksityiskohdista. Tärkeimmät huomiot: Signaalikerroksen tihein signaalikerros on sijoitettu, mikä edistää säteilyn absorptiota ja vaimennusta; Levyn pinta-alaa on lisättävä 20H-säännön mukaisesti.

Toisessa järjestelyssä sitä käytetään yleensä silloin, kun piirilevyn sirutiheys on riittävän alhainen ja sirun ympärillä on riittävästi tilaa tarvittavan tehokuparipinnoitteen sijoittamiseksi. Tässä järjestelyssä piirilevyn ulkokerros on kokonaan kerroskerros ja kaksi keskimmäistä kerrosta ovat signaali-/tehokerros. Signaalikerroksen virtalähde on reititetty leveällä linjalla, mikä voi pienentää virtalähteen virran polun impedanssia. Signaalin mikroliuskapolun impedanssi on myös alhainen, ja se voi myös suojata sisäisen signaalin säteilyn ulkokerroksen läpi. Sähkömagneettisten häiriöiden hallinnan näkökulmasta tämä on paras saatavilla oleva nelikerroksinen piirilevyrakenne.

Tärkeimmät huomiot: signaalin kahden keskimmäisen kerroksen ja tehosekoituskerrosten välisen etäisyyden tulee olla avoin, linjan suunta on pystysuora, jotta vältetään ylikuulumista; ohjauspaneelin sopiva pinta-ala 20H-sääntöjen mukaisesti; jos johtojen impedanssia on säädettävä, johdot on asetettava erittäin huolellisesti virtalähteen kuparisaarekkeiden ja maan alle. Lisäksi virtalähde tai kuparijohtojen asennus tulee tehdä mahdollisimman tiiviisti yhteen kytketyiksi tasavirran ja matalataajuisen yhteyden varmistamiseksi.

C. Kuuden levykerroksen laminointi

Korkean sirutiheyden ja korkean kellotaajuuden suunnittelussa tulisi harkita 6-kerroksisen piirilevyn suunnittelua. Suositeltu laminointimenetelmä on:

1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;

Tässä menetelmässä laminointimenetelmällä saavutetaan hyvä signaalin eheys, sillä signaalikerros on maadoituskerroksen vieressä, tehokerros on paritettu maadoituskerroksen kanssa, kunkin reitityskerroksen impedanssia voidaan hallita hyvin ja molemmat kerrokset absorboivat magneettiviivoja hyvin. Lisäksi se voi tarjota paremman paluureitin kullekin signaalikerrokselle täydellisen virransyötön ja muodostuksen olosuhteissa.

2. MAA-SIG-MAA-PWR-SIG-MAA;

Tässä kaaviossa tämä kaavio soveltuu vain tapauksiin, joissa laitetiheys ei ole kovin korkea. Tällä kerroksella on kaikki ylemmän kerroksen edut, ja ylemmän ja alemman kerroksen maataso on suhteellisen täydellinen, mikä voi toimia parempana suojakerroksena. On tärkeää huomata, että tehokerroksen tulisi olla lähellä kerrosta, joka ei ole pääkomponenttitaso, koska alin taso on silloin täydellisempi. Siksi EMI-suorituskyky on parempi kuin ensimmäisessä kaaviossa.

Yhteenveto: Kuusikerroksisen piirilevyn rakenteessa tehokerroksen ja maadoituksen välinen etäisyys tulisi minimoida hyvän teho- ja maadoituskytkennän saavuttamiseksi. Vaikka levyn paksuus on 62mil ja kerrosten välinen etäisyys on pienennetty, on silti vaikea pitää päävirtalähteen ja maadoituskerroksen välistä etäisyyttä hyvin pienenä. Ensimmäiseen ja toiseen rakenteeseen verrattuna toisen rakenteeseen liittyvät kustannukset ovat huomattavasti suuremmat. Siksi yleensä valitaan ensimmäinen vaihtoehto pinoamista varten. Suunnittelussa noudatetaan 20H-sääntöjä ja peilikerroksen sääntöjä.

D. Kahdeksan kerroksen laminointi

1. Huonon sähkömagneettisen absorptiokyvyn ja suuren tehoimpedanssin vuoksi tämä ei ole hyvä laminointitapa. Sen rakenne on seuraava:

1. Signaalin 1 komponentin pinta, mikroliuskajohdotuskerros

2.Signaali 2:n sisäinen mikroliuskareitityskerros, hyvä reitityskerros (X-suunta)

3. Maaperä

4.Signal 3 Strip-linjan reitityskerros, hyvä reitityskerros (Y-suunta)

5. Signaali 4 Kaapelireitityskerros

6. Virta

7. Signal 5:n sisäinen mikroliuskajohdotuskerros

8. Signaali 6 Mikroliuskajohdotuskerros

2. Se on kolmannen pinoamistilan muunnelma. Referenssikerroksen lisäämisen ansiosta sillä on parempi EMI-suorituskyky ja kunkin signaalikerroksen ominaisimpedanssia voidaan hallita hyvin.

1.Signaali 1 -komponentin pinta, mikroliuskajohdotuskerros, hyvä johdotuskerros
2. Maan kerros, hyvä sähkömagneettisten aaltojen absorptiokyky
3. Signaali 2 Kaapelireitityskerros. Hyvä kaapelireitityskerros
4. Tehokerros ja sitä seuraavat kerrokset muodostavat erinomaisen sähkömagneettisen absorption. 5. Maakerros
6. Signaali 3 Kaapelireitityskerros. Hyvä kaapelireitityskerros
7.Tehonmuodostus, jolla on suuri tehoimpedanssi
8. Signal 4 Mikroliuskakaapelikerros. Hyvä kaapelikerros

3, Paras pinoamistila, koska monikerroksisen maavertailutason käytöllä on erittäin hyvä geomagneettinen absorptiokyky.

1.Signaali 1 -komponentin pinta, mikroliuskajohdotuskerros, hyvä johdotuskerros
2. Maan kerros, hyvä sähkömagneettisten aaltojen absorptiokyky
3. Signaali 2 Kaapelireitityskerros. Hyvä kaapelireitityskerros
4. Tehokerros ja sitä seuraavat kerrokset muodostavat erinomaisen sähkömagneettisen absorption. 5. Maakerros
6. Signaali 3 Kaapelireitityskerros. Hyvä kaapelireitityskerros
7. Maan kerros, parempi sähkömagneettisten aaltojen absorptiokyky
8. Signal 4 Mikroliuskakaapelikerros. Hyvä kaapelikerros

Käytettävien kerrosten lukumäärän ja käyttötavan valinta riippuu piirilevyllä olevien signaaliverkkojen määrästä, laitetiheydestä, PIN-tiheydestä, signaalitaajuudesta, piirilevyn koosta ja monista muista tekijöistä. Nämä tekijät on otettava huomioon. Mitä enemmän signaaliverkkoja on, sitä suurempi on laitteen tiheys ja PIN-tiheys, sitä korkeampaa signaalitaajuutta tulisi käyttää mahdollisimman paljon. Hyvän EMI-suorituskyvyn saavuttamiseksi on parasta varmistaa, että jokaisella signaalikerroksella on oma referenssikerros.