Secara umum, ada dua aturan utama untuk desain laminasi:
1. Setiap lapisan perutean harus memiliki lapisan referensi yang berdekatan (catu daya atau formasi);
2. Lapisan daya utama yang berdekatan dan tanah harus dijaga pada jarak minimum untuk menyediakan kapasitansi kopling yang besar;
Berikut ini contoh tumpukan dua lapis hingga delapan lapis:
A. papan PCB satu sisi dan papan PCB dua sisi dilaminasi
Untuk dua lapis, karena jumlah lapisannya sedikit, tidak ada masalah laminasi. Pengendalian radiasi EMI terutama dipertimbangkan dari perkabelan dan tata letak;
Kompatibilitas elektromagnetik pelat satu lapis dan dua lapis menjadi semakin menonjol. Alasan utama fenomena ini adalah area loop sinyal yang terlalu besar, yang tidak hanya menghasilkan radiasi elektromagnetik yang kuat, tetapi juga membuat rangkaian sensitif terhadap gangguan eksternal. Cara paling sederhana untuk meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik suatu saluran adalah dengan mengurangi area loop dari sinyal kritis.
Sinyal kritis: Dari perspektif kompatibilitas elektromagnetik, sinyal kritis terutama mengacu pada sinyal yang menghasilkan radiasi kuat dan peka terhadap dunia luar. Sinyal yang dapat menghasilkan radiasi kuat biasanya merupakan sinyal periodik, seperti sinyal jam atau alamat yang rendah. Sinyal sensitif interferensi adalah sinyal analog tingkat rendah.
Pelat lapisan tunggal dan ganda biasanya digunakan dalam desain simulasi frekuensi rendah di bawah 10KHz:
1) Rutekan kabel daya pada lapisan yang sama secara radial, dan minimalkan jumlah panjang saluran;
2) Saat berjalan, catu daya dan kabel ground, berdekatan satu sama lain; Letakkan kabel ground di dekat kabel sinyal kunci sedekat mungkin. Dengan demikian, area loop yang lebih kecil terbentuk dan sensitivitas radiasi mode diferensial terhadap interferensi eksternal berkurang. Ketika kabel ground ditambahkan di sebelah kabel sinyal, sirkuit dengan luas terkecil akan terbentuk, dan arus sinyal harus disalurkan melalui sirkuit ini, bukan jalur ground lainnya.
3) Jika itu adalah papan sirkuit dua lapis, itu bisa berada di sisi lain papan sirkuit, dekat dengan garis sinyal di bawah, di sepanjang garis sinyal ada kabel ground, garis selebar mungkin. Luas rangkaian yang dihasilkan sama dengan ketebalan papan sirkuit dikalikan dengan panjang saluran sinyal.
B.Laminasi empat lapisan
1. Tanda tangan (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Untuk kedua desain laminasi ini, potensi masalah ada pada ketebalan pelat tradisional 1,6mm (62mil). Jarak lapisan akan menjadi besar, tidak hanya kondusif untuk mengontrol impedansi, sambungan antar lapisan, dan pelindung; Secara khusus, jarak yang besar antara strata catu daya mengurangi kapasitansi pelat dan tidak kondusif untuk penyaringan kebisingan.
Untuk skema pertama, biasanya digunakan jika jumlah chip di papan banyak. Skema ini bisa mendapatkan kinerja SI yang lebih baik, namun kinerja EMI tidak begitu baik, yang sebagian besar dikendalikan oleh kabel dan detail lainnya. Perhatian utama: Formasi ditempatkan di lapisan sinyal dari lapisan sinyal paling padat, kondusif untuk penyerapan dan penekanan radiasi; Tingkatkan luas pelat untuk mencerminkan aturan 20H.
Untuk skema kedua, biasanya digunakan ketika kepadatan chip pada papan cukup rendah dan terdapat area yang cukup di sekitar chip untuk menempatkan lapisan tembaga daya yang diperlukan. Dalam skema ini, semua lapisan terluar PCB adalah lapisan, dan dua lapisan tengah adalah lapisan sinyal/daya. Catu daya pada lapisan sinyal disalurkan dengan garis lebar, yang dapat membuat impedansi jalur arus catu daya menjadi rendah, dan impedansi jalur mikrostrip sinyal juga rendah, dan juga dapat melindungi radiasi sinyal bagian dalam melalui bagian luar. lapisan. Dari sudut pandang kontrol EMI, ini adalah struktur PCB 4 lapis terbaik yang tersedia.
Perhatian utama: dua lapisan tengah sinyal, jarak lapisan pencampuran daya harus dibuka, arah garis vertikal, hindari crosstalk; Area panel kontrol yang sesuai, mencerminkan aturan 20H; Jika impedansi kabel ingin dikontrol, letakkan kabel dengan sangat hati-hati di bawah pulau tembaga pada catu daya dan ground. Selain itu, catu daya atau peletakan tembaga harus dihubungkan semaksimal mungkin untuk memastikan konektivitas DC dan frekuensi rendah.
C.Laminasi enam lapis pelat
Untuk desain kepadatan chip yang tinggi dan frekuensi clock yang tinggi, desain papan 6 lapis harus dipertimbangkan. Metode laminasi direkomendasikan:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Untuk skema ini, skema laminasi mencapai integritas sinyal yang baik, dengan lapisan sinyal berdekatan dengan lapisan pentanahan, lapisan daya berpasangan dengan lapisan pentanahan, impedansi setiap lapisan perutean dapat dikontrol dengan baik, dan kedua lapisan dapat menyerap garis magnet dengan baik. . Selain itu, ini dapat memberikan jalur balik yang lebih baik untuk setiap lapisan sinyal dalam kondisi pasokan dan pembentukan daya lengkap.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Untuk skema ini, skema ini hanya berlaku jika kepadatan perangkat tidak terlalu tinggi. Lapisan ini memiliki semua kelebihan dari lapisan atas, dan bidang dasar lapisan atas dan bawah relatif lengkap, yang dapat digunakan sebagai lapisan pelindung yang lebih baik. Penting untuk diperhatikan bahwa lapisan daya harus berada di dekat lapisan yang bukan bidang komponen utama, karena bidang bawah akan lebih lengkap. Oleh karena itu, kinerja EMI lebih baik dibandingkan skema pertama.
Ringkasan: Untuk skema papan enam lapis, jarak antara lapisan daya dan tanah harus diminimalkan untuk mendapatkan daya dan kopling tanah yang baik. Namun, meskipun ketebalan pelat 62mil dan jarak antar lapisan dikurangi, masih sulit untuk mengontrol jarak antara sumber listrik utama dan lapisan tanah yang sangat kecil. Dibandingkan dengan skema pertama dan skema kedua, biaya skema kedua jauh lebih besar. Oleh karena itu, kami biasanya memilih opsi pertama ketika kami menumpuk. Selama desain, ikuti aturan 20H dan aturan lapisan cermin.
D.Laminasi delapan lapisan
1, karena kapasitas penyerapan elektromagnetik yang buruk dan impedansi daya yang besar, ini bukan cara laminasi yang baik. Strukturnya adalah sebagai berikut:
1.Sinyal 1 permukaan komponen, lapisan kabel mikrostrip
2. Sinyal 2 lapisan perutean mikrostrip internal, lapisan perutean yang baik (arah X)
3. Tanah
4. Lapisan perutean jalur sinyal 3 Strip, lapisan perutean yang baik (arah Y)
5. Lapisan perutean kabel sinyal 4
6.Kekuatan
7. Sinyal 5 lapisan kabel mikrostrip internal
8.Sinyal 6 Lapisan kabel mikrostrip
2. Merupakan varian dari mode penumpukan ketiga. Karena penambahan lapisan referensi, kinerja EMI lebih baik, dan impedansi karakteristik setiap lapisan sinyal dapat dikontrol dengan baik
1.Sinyal 1 permukaan komponen, lapisan kabel mikrostrip, lapisan kabel yang baik
2. Lapisan tanah, kemampuan penyerapan gelombang elektromagnetik yang baik
3. Lapisan perutean kabel sinyal 2. Lapisan perutean kabel yang bagus
4. Lapisan daya, dan lapisan berikut merupakan serapan elektromagnetik yang sangat baik. 5. Lapisan tanah
6. Lapisan perutean kabel sinyal 3. Lapisan perutean kabel yang bagus
7. Pembentukan daya, dengan impedansi daya besar
8.Sinyal 4 lapisan kabel mikrostrip. Lapisan kabel bagus
3, Mode penumpukan terbaik, karena penggunaan bidang referensi tanah multi-layer memiliki kapasitas penyerapan geomagnetik yang sangat baik.
1.Sinyal 1 permukaan komponen, lapisan kabel mikrostrip, lapisan kabel yang baik
2. Lapisan tanah, kemampuan penyerapan gelombang elektromagnetik yang baik
3. Lapisan perutean kabel sinyal 2. Lapisan perutean kabel yang bagus
4. Lapisan daya, dan lapisan berikut merupakan serapan elektromagnetik yang sangat baik. 5. Lapisan tanah
6. Lapisan perutean kabel sinyal 3. Lapisan perutean kabel yang bagus
7. Lapisan tanah, kemampuan penyerapan gelombang elektromagnetik yang lebih baik
8.Sinyal 4 lapisan kabel mikrostrip. Lapisan kabel bagus
Pilihan berapa banyak lapisan yang akan digunakan dan cara menggunakan lapisan tersebut bergantung pada jumlah jaringan sinyal di papan, kepadatan perangkat, kepadatan PIN, frekuensi sinyal, ukuran papan, dan banyak faktor lainnya. Kita perlu mempertimbangkan faktor-faktor ini. Semakin banyak jumlah jaringan sinyal, semakin tinggi kepadatan perangkat, semakin tinggi kepadatan PIN, semakin tinggi frekuensi desain sinyal yang harus diadopsi sejauh mungkin. Untuk kinerja EMI yang baik, yang terbaik adalah memastikan bahwa setiap lapisan sinyal memiliki lapisan referensi sendiri.
Waktu posting: 26 Juni 2023
