Voor ontwerp meerlaagse PCB bord, moet die ontwerper eers die stroombaanstruktuur bepaal wat gebruik word volgens die stroombaanskaal, stroombaangrootte en elektromagnetiese versoenbaarheid (EMC) vereistes, dit wil sê om te besluit of 4 lae, 6 lae of Meer lae stroombaanborde moet gebruik . Nadat die aantal lae bepaal is, bepaal waar om die interne elektriese lae te plaas en hoe om verskillende seine op hierdie lae te versprei. Dit is die keuse van meerlaagse PCB-stapelstruktuur.

Gelamineerde struktuur is ‘n belangrike faktor wat die EMC-prestasie van PCB-borde beïnvloed, en dit is ook ‘n belangrike manier om elektromagnetiese interferensie te onderdruk. Hierdie artikel stel die relevante inhoud van die meerlaagse PCB-bordstapelstruktuur bekend.

Nadat die aantal krag-, grond- en seinlae bepaal is, is die relatiewe rangskikking daarvan ‘n onderwerp wat elke PCB-ingenieur nie kan vermy nie;

Die algemene beginsel van laagrangskikking:

1. Om die gelamineerde struktuur van ‘n multilaag PCB-bord te bepaal, moet meer faktore oorweeg word. Vanuit die perspektief van bedrading, hoe meer lae, hoe beter is die bedrading, maar die koste en moeilikheid van bordvervaardiging sal ook toeneem. Vir vervaardigers, of die gelamineerde struktuur simmetries is of nie, is die fokus waaraan aandag gegee moet word wanneer PCB-borde vervaardig word, dus moet die keuse van die aantal lae die behoeftes van alle aspekte in ag neem om die beste balans te bereik. Vir ervare ontwerpers, na voltooiing van die vooraf-uitleg van die komponente, sal hulle fokus op die ontleding van die PCB-bedradingsbottelnek. Kombineer met ander EDA-gereedskap om die bedradingdigtheid van die stroombaanbord te ontleed; sintetiseer dan die aantal en tipes seinlyne met spesiale bedradingvereistes, soos differensiële lyne, sensitiewe seinlyne, ens., om die aantal seinlae te bepaal; dan volgens die tipe kragtoevoer, isolasie en anti-interferensie Die vereistes om die aantal interne elektriese lae te bepaal. Op hierdie manier word die aantal lae van die hele stroombaan basies bepaal.

2. Die onderkant van die komponentoppervlak (die tweede laag) is die grondvlak, wat die toestelafskermlaag en die verwysingsvlak vir die boonste bedrading verskaf; die sensitiewe seinlaag moet aangrensend wees aan ‘n interne elektriese laag (interne krag/grondlaag), deur die groot interne elektriese laag Koperfilm te gebruik om afskerming vir die seinlaag te verskaf. Die hoëspoed-seinoordraglaag in die stroombaan moet ‘n seintussenlaag wees en tussen twee binneste elektriese lae ingeklem wees. Op hierdie manier kan die koperfilm van die twee binneste elektriese lae elektromagnetiese afskerming vir hoëspoedseinoordrag verskaf, en terselfdertyd kan dit die uitstraling van die hoëspoedsein tussen die twee binneste elektriese lae effektief beperk sonder om te veroorsaak eksterne inmenging.

3. Alle seinlae is so na as moontlik aan die grondvlak;

4. Probeer om twee seinlae direk langs mekaar te vermy; dit is maklik om oorspraak tussen aangrensende seinlae in te voer, wat lei tot stroombaanfunksie mislukking. Deur ‘n grondvlak tussen die twee seinlae by te voeg, kan oorspraak effektief vermy word.

5. Die hoofkragbron is dienooreenkomstig so na as moontlik daaraan;

6. Neem die simmetrie van die gelamineerde struktuur in ag.

7. Vir die laaguitleg van die moederbord is dit moeilik vir die bestaande moederborde om parallelle langafstandbedrading te beheer. Vir die bestuursfrekwensie op bordvlak bo 50MHZ (verwys na die situasie onder 50MHZ, ontspan asseblief gepas), word dit aanbeveel om die beginsel te reël:

Die komponentoppervlak en die sweisoppervlak is ‘n volledige grondvlak (skild);Geen aangrensende parallelle bedradingslae nie;Alle seinlae is so na as moontlik aan die grondvlak;

Die sleutelsein is langs die grond en kruis nie die afskorting nie.

Let wel: Wanneer die spesifieke PCB-lae opgestel word, moet die bogenoemde beginsels buigsaam bemeester word. Gebaseer op die begrip van bogenoemde beginsels, volgens die werklike vereistes van die enkele bord, soos: of ‘n sleutelbedradingslaag, kragtoevoer, grondvlakverdeling benodig word, ens. , Bepaal die rangskikking van die lae, en moenie’ nie dit net reguit kopieer, of daaraan vashou nie.

8. Veelvuldige geaarde interne elektriese lae kan grondimpedansie effektief verminder. Byvoorbeeld, die A-seinlaag en die B-seinlaag gebruik aparte grondvlakke, wat algemene modus-interferensie effektief kan verminder.

Die algemeen gebruikte gelaagde struktuur: 4-laag bord

Die volgende gebruik ‘n voorbeeld van ‘n 4-laag bord om te illustreer hoe om die rangskikking en kombinasie van verskeie gelamineerde strukture te optimaliseer.

Vir algemeen gebruikte 4-laag planke is daar die volgende stapelmetodes (van bo na onder).

(1) Siganl_1 (Bo), GND (Binne_1), POWER (Binne_2), Siganl_2 (Onder).

(2) Siganl_1 (Bo), POWER (Binne_1), GND (Binne_2), Siganl_2 (Onder).

(3) KRAG (Bo), Siganl_1 (Binne_1), GND (Binne_2), Siganl_2 (Onder).

Uiteraard het Opsie 3 nie effektiewe koppeling tussen die kraglaag en die grondlaag nie en behoort nie aangeneem te word nie.

Hoe moet opsies 1 en 2 dan gekies word?

Onder normale omstandighede sal ontwerpers opsie 1 as die struktuur van die 4-laag bord kies. Die rede vir die keuse is nie dat Opsie 2 nie aangeneem kan word nie, maar dat die algemene PCB-bord slegs komponente op die boonste laag plaas, dus is dit meer gepas om Opsie 1 aan te neem.

Maar wanneer komponente op beide die boonste en onderste lae geplaas moet word, en die diëlektriese dikte tussen die interne kraglaag en die grondlaag groot is en die koppeling swak is, is dit nodig om te oorweeg watter laag minder seinlyne het. Vir Opsie 1 is daar minder seinlyne op die onderste laag, en ‘n groot-area koper film kan gebruik word om te koppel met die POWER laag; inteendeel, as die komponente hoofsaaklik op die onderste laag gerangskik is, moet Opsie 2 gebruik word om die bord te maak.

As ‘n gelamineerde struktuur aangeneem word, is die kraglaag en die grondlaag reeds gekoppel. Met inagneming van die vereistes van simmetrie, word skema 1 oor die algemeen aanvaar.

6-laag bord

Nadat die ontleding van die gelamineerde struktuur van die 4-laag bord voltooi is, gebruik die volgende ‘n voorbeeld van die 6-laag bord kombinasie om die rangskikking en kombinasie van die 6-laag bord en die voorkeurmetode te illustreer.

(1) Siganl_1 (Bo), GND (Binne_1), Siganl_2 (Binne_2), Siganl_3 (Binne_3), krag (Binne_4), Siganl_4 (Onder).

Oplossing 1 gebruik 4 seinlae en 2 interne krag/grondlae, met meer seinlae, wat bevorderlik is vir die bedrading tussen komponente, maar die gebreke van hierdie oplossing is ook duideliker, wat in die volgende twee aspekte gemanifesteer word:

① Die kragvlak en die grondvlak is ver uitmekaar, en hulle is nie voldoende gekoppel nie.

② Die seinlaag Siganl_2 (Inner_2) en Siganl_3 (Inner_3) is direk aangrensend, so die seinisolasie is nie goed nie en oorspraak is maklik om te voorkom.

(2) Siganl_1 (Bo), Siganl_2 (Binne_1), POWER (Binne_2), GND (Binne_3), Siganl_3 (Binne_4), Siganl_4 (Onder).

Skema 2 In vergelyking met skema 1, is die kraglaag en grondvlak volledig gekoppel, wat sekere voordele bo skema 1 inhou, maar

Siganl_1 (Bo) en Siganl_2 (Inner_1) en Siganl_3 (Inner_4) en Siganl_4 (Onder) seinlae is direk aangrensend aan mekaar. Die seinisolasie is nie goed nie, en die probleem van oorspraak is nie opgelos nie.

(3) Siganl_1 (Bo), GND (Binne_1), Siganl_2 (Binne_2), POWER (Binne_3), GND (Binne_4), Siganl_3 (Onder).

In vergelyking met Skema 1 en Skema 2, het Skema 3 een minder seinlaag en nog een interne elektriese laag. Alhoewel die lae beskikbaar vir bedrading verminder word, los hierdie skema die algemene gebreke van Skema 1 en Skema 2 op.

① Die kragvlak en grondvlak is styf gekoppel.

② Elke seinlaag is direk aangrensend aan die binneste elektriese laag, en is effektief geïsoleer van ander seinlae, en oorspraak is nie maklik om te voorkom nie.

③ Siganl_2 (Inner_2) is aangrensend aan die twee binneste elektriese lae GND (Inner_1) en POWER (Inner_3), wat gebruik kan word om hoëspoedseine uit te stuur. Die twee binneste elektriese lae kan effektief die interferensie van die buitewêreld na die Siganl_2 (Binne_2) laag en die interferensie van Siganl_2 (Binne_2) na die buitewêreld afskerm.

In alle aspekte is skema 3 natuurlik die mees geoptimaliseerde een. Terselfdertyd is skema 3 ook ‘n algemeen gebruikte gelamineerde struktuur vir 6-laag planke. Deur die ontleding van bogenoemde twee voorbeelde glo ek dat die leser ‘n sekere begrip van die kaskadestruktuur het, maar in sommige gevalle kan ‘n sekere skema nie aan al die vereistes voldoen nie, wat inagneming van die prioriteit van verskeie ontwerpbeginsels vereis. Ongelukkig, as gevolg van die feit dat die stroombaanlaagontwerp nou verwant is aan die eienskappe van die werklike stroombaan, is die anti-interferensieprestasie en ontwerpfokus van verskillende stroombane anders, so in werklikheid het hierdie beginsels geen vasgestelde prioriteit vir verwysing nie. Maar wat seker is, is dat ontwerpbeginsel 2 (die interne kraglaag en die grondlaag styf gekoppel moet wees) eers in die ontwerp nagekom moet word, en as hoëspoed seine in die stroombaan uitgesaai moet word, dan ontwerpbeginsel 3 (hoëspoed sein transmissie laag in die stroombaan) Dit moet die sein intermediêre laag en ingeklem tussen twee binneste elektriese lae) moet bevredig word.

10-laag bord

PCB tipiese 10-laag bordontwerp

Die algemene bedradingsvolgorde is BO-GND—seinlaag—kraglaag—GND—seinlaag—kraglaag—seinlaag—GND—ONDER

Die bedradingvolgorde self is nie noodwendig vas nie, maar daar is ‘n paar standaarde en beginsels om dit te beperk: Byvoorbeeld, die aangrensende lae van die boonste laag en onderste laag gebruik GND om die EMC-eienskappe van die enkelbord te verseker; byvoorbeeld, elke seinlaag gebruik verkieslik die GND-laag as ‘n verwysingsvlak; die kragtoevoer wat in die hele enkelbord gebruik word, word verkieslik op ‘n hele stuk koper gelê; die vatbare, hoëspoed, en verkies om langs die binneste laag van die sprong te gaan, ens.