Generelt er det to hovedregler for laminert design:
1. Hvert rutingslag må ha et tilstøtende referanselag (strømforsyning eller formasjon);
2. Det tilstøtende hovedkraftlaget og bakken bør holdes i minimumsavstand for å gi en stor koblingskapasitans;
Følgende er et eksempel på en tolags til åttelags stabel:
A. Enkelsidig PCB-kort og dobbeltsidig PCB-kort laminert
For to lag, fordi antallet lag er lite, er det ikke noe lamineringsproblem. EMI-strålingskontroll vurderes hovedsakelig ut fra kablingen og layouten;
Den elektromagnetiske kompatibiliteten til enkeltlags- og dobbeltlagsplater blir mer og mer fremtredende. Hovedårsaken til dette fenomenet er at signalsløyfeområdet er for stort, noe som ikke bare produserer sterk elektromagnetisk stråling, men også gjør kretsen følsom for ekstern interferens. Den enkleste måten å forbedre den elektromagnetiske kompatibiliteten til en linje på er å redusere sløyfeområdet til et kritisk signal.
Kritisk signal: Fra et elektromagnetisk kompatibilitetsperspektiv refererer kritisk signal hovedsakelig til signalet som produserer sterk stråling og er følsomt for omverdenen. Signalene som kan produsere sterk stråling er vanligvis periodiske signaler, for eksempel lave signaler fra klokker eller adresser. Interferensfølsomme signaler er de med lave nivåer av analoge signaler.
Enkelt- og dobbeltlagsplater brukes vanligvis i lavfrekvente simuleringsdesign under 10 kHz:
1) Legg strømkablene radielt på samme lag, og minimer summen av lengden på ledningene;
2) Når du går langs strømforsyningen og jordledningen, bør du legge dem tett inntil hverandre. Legg en jordledning nær nøkkelsignalledningen så tett inntil hverandre som mulig. Dermed dannes et mindre sløyfeområde, og følsomheten til differensialmodusstråling for ekstern interferens reduseres. Når en jordledning legges inntil signalledningen, dannes en krets med det minste arealet, og signalstrømmen må føres gjennom denne kretsen i stedet for den andre jordbanen.
3) Hvis det er et dobbeltlags kretskort, kan det plasseres på den andre siden av kretskortet, nær signallinjen nedenfor, og en jordledning langs signallinjeduken, en så bred linje som mulig. Det resulterende kretsarealet er lik tykkelsen på kretskortet multiplisert med lengden på signallinjen.
B. Laminering av fire lag
1. Sig-jord (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
For begge disse laminerte designene er det potensielle problemet med den tradisjonelle platetykkelsen på 1,6 mm (62 mil). Lagavstanden vil bli stor, ikke bare gunstig for kontrollimpedans, mellomlagskobling og skjerming; spesielt den store avstanden mellom strømforsyningslagene reduserer platekapasitansen og er ikke gunstig for støyfiltrering.
For den første ordningen brukes den vanligvis i tilfeller med et stort antall brikker på kortet. Denne ordningen kan gi bedre SI-ytelse, men EMI-ytelsen er ikke så god, noe som hovedsakelig styres av kabling og andre detaljer. Hovedfokus: Formasjonen plasseres i signallaget med det tetteste signallaget, noe som bidrar til absorpsjon og undertrykkelse av stråling; Øk platearealet for å gjenspeile 20H-regelen.
For den andre ordningen brukes den vanligvis der brikketettheten på kortet er lav nok og det er tilstrekkelig areal rundt brikken til å plassere det nødvendige kobberbelegget. I denne ordningen er det ytre laget av PCB-en utelukkende stratum, og de to midterste lagene er signal-/kraftlag. Strømforsyningen på signallaget er rutet med en bred linje, noe som kan gjøre impedansen til strømforsyningsstrømmen lav, og impedansen til signalmikrostripbanen er også lav, og kan også skjerme den indre signalstrålingen gjennom det ytre laget. Fra et EMI-kontrollsynspunkt er dette den beste 4-lags PCB-strukturen som er tilgjengelig.
Hovedfokus: De to midterste signallagene, avstanden mellom effektblandingslagene bør være åpen, linjens retning bør være vertikal, for å unngå krysstale; Passende område på kontrollpanelet, som gjenspeiler 20H-reglene; Hvis impedansen til ledningene skal kontrolleres, legg ledningene nøye under kobberøyene i strømforsyningen og jord. I tillegg bør strømforsyningen eller leggingen av kobber kobles sammen så mye som mulig for å sikre likestrøms- og lavfrekvenstilkobling.
C. Laminering av seks lag med plater
For design med høy brikketetthet og høy klokkefrekvens bør design av 6-lags kort vurderes. Lamineringsmetoden anbefales:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
For denne ordningen oppnår lamineringsordningen god signalintegritet, med signallaget ved siden av jordingslaget, kraftlaget parret med jordingslaget, kan impedansen til hvert rutingslag kontrolleres godt, og begge lagene kan absorbere magnetiske linjer godt. I tillegg kan det gi bedre returvei for hvert signallag under forutsetning av fullstendig strømforsyning og -dannelse.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
For denne ordningen gjelder denne ordningen bare for tilfeller der enhetstettheten ikke er veldig høy. Dette laget har alle fordelene til det øvre laget, og jordplanet til topp- og bunnlaget er relativt komplett, noe som kan brukes som et bedre skjermingslag. Det er viktig å merke seg at effektlaget bør være nær laget som ikke er hovedkomponentplanet, fordi bunnplanet vil være mer komplett. Derfor er EMI-ytelsen bedre enn den første ordningen.
Sammendrag: For skjemaet med sekslags kretskort bør avstanden mellom strømforsyningslaget og jord minimeres for å oppnå god strøm- og jordkobling. Selv om platetykkelsen på 62 mm og avstanden mellom lagene reduseres, er det fortsatt vanskelig å kontrollere avstanden mellom hovedstrømkilden og jordlaget til en svært liten størrelse. Sammenlignet med det første og det andre skjemaet øker kostnaden for det andre skjemaet betraktelig. Derfor velger vi vanligvis det første alternativet når vi stabler. Under design følger vi 20H-reglene og speillagsreglene.
D. Laminering av åtte lag
1. På grunn av dårlig elektromagnetisk absorpsjonskapasitet og stor effektimpedans er dette ikke en god lamineringsmetode. Strukturen er som følger:
1. Signal 1 komponentoverflate, mikrostrip-ledningslag
2. Signal 2 internt mikrostrip-rutingslag, godt rutingslag (X-retning)
3. Bakken
4. Signal 3 Strip linjerutingslag, godt rutingslag (Y-retning)
5. Signal 4 Kabelføringslag
6. Kraft
7. Signal 5 internt mikrostrip-ledningslag
8. Signal 6 Microstrip ledningslag
2. Det er en variant av den tredje stablingsmodusen. På grunn av tillegget av referanselaget har den bedre EMI-ytelse, og den karakteristiske impedansen til hvert signallag kan kontrolleres godt.
1. Signal 1 komponentoverflate, mikrostrip-ledningslag, godt ledningslag
2. Jordlag, god absorpsjonsevne for elektromagnetiske bølger
3. Signal 2 Kabelføringslag. Godt kabelføringslag
4. Kraftlaget og de følgende lagene utgjør utmerket elektromagnetisk absorpsjon 5. Jordlaget
6. Signal 3 Kabelføringslag. Godt kabelføringslag
7. Kraftformasjon, med stor effektimpedans
8. Signal 4 Microstrip kabellag. Godt kabellag
3, Den beste stablingsmodusen, fordi bruken av flerlags bakkereferanseplan har svært god geomagnetisk absorpsjonskapasitet.
1. Signal 1 komponentoverflate, mikrostrip-ledningslag, godt ledningslag
2. Jordlag, god absorpsjonsevne for elektromagnetiske bølger
3. Signal 2 Kabelføringslag. Godt kabelføringslag
4. Kraftlaget og de følgende lagene utgjør utmerket elektromagnetisk absorpsjon 5. Jordlaget
6. Signal 3 Kabelføringslag. Godt kabelføringslag
7. Jordlag, bedre absorpsjonsevne for elektromagnetiske bølger
8. Signal 4 Microstrip kabellag. Godt kabellag
Valget av hvor mange lag som skal brukes og hvordan lagene skal brukes, avhenger av antall signalnettverk på kortet, enhetstetthet, PIN-tetthet, signalfrekvens, kortstørrelse og mange andre faktorer. Vi må ta disse faktorene i betraktning. Jo flere signalnettverk det er, desto høyere tetthet på enheten, desto høyere PIN-tetthet og desto høyere frekvens bør signaldesignet benyttes så langt det er mulig. For god EMI-ytelse er det best å sørge for at hvert signallag har sitt eget referanselag.
Publisert: 26. juni 2023
