Sa wala pa magdesinyo multilayer nga PCB board, ang tigdesinyo kinahanglan nga una nga mahibal-an ang istruktura sa circuit board nga gigamit sumala sa sukod sa sirkito, gidak-on sa circuit board ug mga kinahanglanon sa electromagnetic compatibility (EMC), nga mao, aron magdesisyon kung mogamit ba mga 4 layer, 6 layer, o Daghang mga layer sa circuit board . Human matino ang gidaghanon sa mga lut-od, tinoa kung asa ibutang ang mga internal nga mga lut-od sa elektrisidad ug kung unsaon pag-apod-apod ang lainlaing mga signal niini nga mga lut-od. Kini ang pagpili sa multilayer PCB stack structure.

Ang laminated nga istruktura usa ka hinungdanon nga hinungdan nga nakaapekto sa pasundayag sa EMC sa mga PCB board, ug kini usa usab ka hinungdanon nga paagi aron mapugngan ang pagpanghilabot sa electromagnetic. Kini nga artikulo nagpaila sa may kalabutan nga sulod sa multilayer PCB board stack istruktura.

Human matino ang gidaghanon sa gahum, yuta ug signal layers, ang relatibong kahikayan niini usa ka hilisgutan nga dili malikayan sa matag PCB engineer;

Kinatibuk-ang prinsipyo sa paghan-ay sa layer:

1. Aron mahibal-an ang laminated nga istruktura sa usa ka multilayer PCB board, daghang mga hinungdan ang kinahanglan nga tagdon. Gikan sa panglantaw sa mga kable, ang mas daghang mga lut-od, mas maayo ang mga kable, apan ang gasto ug kalisud sa paghimo sa board mosaka usab. Alang sa mga tiggama, bisan ang laminated nga istruktura simetriko o dili mao ang pokus nga kinahanglan nga hatagan pagtagad kung ang mga PCB board gihimo, mao nga ang pagpili sa gidaghanon sa mga sapaw kinahanglan nga tagdon ang mga panginahanglanon sa tanan nga mga aspeto aron makab-ot ang labing kaayo nga balanse. Alang sa eksperyensiyadong mga tigdesinyo, human makompleto ang pre-layout sa mga sangkap, sila mag-focus sa pagtuki sa PCB wiring bottleneck. Paghiusa sa ubang mga himan sa EDA aron pag-analisar sa density sa mga kable sa circuit board; dayon i-synthesize ang gidaghanon ug mga tipo sa mga linya sa signal nga adunay espesyal nga mga kinahanglanon sa mga kable, sama sa mga linya sa pagkalainlain, sensitibo nga linya sa signal, ug uban pa, aron mahibal-an ang gidaghanon sa mga layer sa signal; unya sumala sa matang sa power supply, isolation ug anti-interference Ang mga kinahanglanon aron matino ang gidaghanon sa internal electrical layers. Niining paagiha, ang gidaghanon sa mga lut-od sa tibuok circuit board batakan nga gitino.

2. Ang ubos sa component surface (ang ikaduhang layer) mao ang ground plane, nga naghatag sa device shielding layer ug ang reference plane alang sa top wiring; ang sensitibo nga signal layer kinahanglan nga kasikbit sa usa ka internal nga electrical layer (internal power/ground layer), gamit ang dako nga internal electrical layer Copper film aron paghatag og panagang alang sa signal layer. Ang high-speed signal transmission layer sa sirkito kinahanglan nga usa ka signal intermediate layer ug sandwiched tali sa duha ka sulod nga electrical layers. Niining paagiha, ang tumbaga nga pelikula sa duha ka sulod nga electric layer makahatag og electromagnetic shielding alang sa high-speed signal transmission, ug sa samang higayon, kini epektibo nga limitahan ang radiation sa high-speed signal tali sa duha ka sulod nga electric layer nga walay hinungdan. eksternal nga pagpanghilabot.

3. Ang tanan nga mga lut-od sa signal hapit kutob sa mahimo sa eroplano sa yuta;

4. Sulayi nga likayan ang duha ka lut-od sa signal nga direktang tapad sa usag usa; sayon ​​​​ang pagpaila sa crosstalk tali sa kasikbit nga mga layer sa signal, nga miresulta sa pagkapakyas sa function sa sirkito. Ang pagdugang og ground plane tali sa duha ka signal layers epektibong makalikay sa crosstalk.

5. Ang nag-unang tinubdan sa gahum mao ang ingon ka duol sa mahimo niini sa katugbang;

6. Hunahunaa ang simetriya sa laminated nga istruktura.

7. Alang sa layer layout sa motherboard, lisud alang sa kasamtangan nga motherboards sa pagkontrolar sa parallel long-distance wiring. Para sa board-level nga operating frequency sa ibabaw sa 50MHZ (tan-awa ang sitwasyon ubos sa 50MHZ, palihog relaks sa tukma), kini girekomendar sa paghikay sa prinsipyo:

Ang component nga nawong ug ang welding nawong mao ang usa ka bug-os nga yuta nga ayroplano (panagang);Walay kasikbit nga parallel wiring layers;Ang tanan nga signal layers mao ang ingon ka duol sa yuta nga eroplano;

Ang yawe nga signal kasikbit sa yuta ug dili motabok sa partisyon.

Mubo nga sulat: Sa diha nga ang pag-set up sa piho nga mga lut-od sa PCB, ang mga prinsipyo sa ibabaw kinahanglan nga flexible nga mastered. Base sa pagsabot sa mga sa ibabaw nga mga prinsipyo, sumala sa aktuwal nga mga kinahanglanon sa single board, sama sa: kon ang usa ka yawe nga wiring layer, suplay sa kuryente, yuta eroplano division gikinahanglan, ug uban pa, Tinoa ang kahikayan sa mga sapaw, ug don’ ayaw lang kopyaha kini sa prangka, o kupti kini.

8. Multiple grounded internal electrical layers epektibong makapakunhod sa ground impedance. Pananglitan, ang A signal layer ug ang B signal layer naggamit sa separado nga mga eroplano sa yuta, nga epektibo nga makapakunhod sa komon nga pagpanghilabot sa mode.

Ang sagad nga gigamit nga layered nga istruktura: 4-layer board

Ang mosunud naggamit usa ka pananglitan sa usa ka 4-layer nga tabla aron iilustrar kung giunsa ang pag-optimize sa paghan-ay ug kombinasyon sa lainlaing mga istruktura nga nakalamina.

Alang sa kasagarang gigamit nga 4-layer nga mga tabla, adunay mga mosunud nga pamaagi sa pag-stack (gikan sa taas hangtod sa ubos).

(1) Siganl_1 (Itaas), GND (Inner_1), POWER (Inner_2), Siganl_2 (Ubos).

(2) Siganl_1 (Itaas), POWER (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Ubos).

(3) POWER (Itaas), Siganl_1 (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Ubos).

Dayag, ang Opsyon 3 kulang sa epektibong pagdugtong tali sa power layer ug sa ground layer ug dili angay gamiton.

Unya unsaon pagpili ang mga opsyon 1 ug 2?

Ubos sa normal nga mga kahimtang, ang mga tigdesinyo mopili sa kapilian 1 isip istruktura sa 4-layer board. Ang rason sa pagpili dili kay ang Option 2 dili ma-adopt, pero ang general PCB board nagbutang lang sa mga component sa ibabaw nga layer, mao nga mas haom ang pagsagop sa Option 1.

Apan sa diha nga ang mga sangkap kinahanglan nga ibutang sa ibabaw ug sa ubos nga mga sapaw, ug ang dielectric gibag-on sa taliwala sa mga internal nga gahum layer ug sa yuta layer mao ang dako ug ang pagkabit mao ang mga kabus, kini mao ang gikinahanglan nga sa paghunahuna nga layer adunay mas gamay nga signal linya. Alang sa Opsyon 1, adunay mas gamay nga mga linya sa signal sa ubos nga layer, ug ang usa ka dako nga lugar nga tumbaga nga pelikula mahimong magamit sa pares sa POWER layer; sa sukwahi, kon ang mga sangkap nag-una nga gihan-ay sa ubos nga layer, ang Opsyon 2 kinahanglan gamiton sa paghimo sa board.

Kung gisagop ang usa ka laminated nga istruktura, ang power layer ug ang ground layer gidugtong na. Gikonsiderar ang mga kinahanglanon sa simetriya, ang laraw 1 sa kasagaran gisagop.

6-layer nga tabla

Human makompleto ang pag-analisar sa laminated structure sa 4-layer board, ang mosunod naggamit sa usa ka pananglitan sa 6-layer board nga kombinasyon aron ihulagway ang kahikayan ug kombinasyon sa 6-layer board ug ang gusto nga pamaagi.

(1) Siganl_1 (Itaas), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), Siganl_3 (Inner_3), gahum (Inner_4), Siganl_4 (Ubos).

Ang Solusyon 1 naggamit sa 4 signal layer ug 2 internal power/ground layers, nga adunay mas daghang signal layers, nga makatabang sa wiring work tali sa mga component, apan ang mga depekto niini nga solusyon mas klaro usab, nga gipakita sa mosunod nga duha ka aspeto:

① Ang power plane ug ang ground plane magkalayo, ug dili kini igo nga pagkadugtong.

② Ang signal layer Siganl_2 (Inner_2) ug Siganl_3 (Inner_3) direkta nga kasikbit, mao nga ang signal isolation dili maayo ug crosstalk sayon ​​​​nga mahitabo.

(2) Siganl_1 (Itaas), Siganl_2 (Inner_1), POWER (Inner_2), GND (Inner_3), Siganl_3 (Inner_4), Siganl_4 (Ubos).

Scheme 2 Kung itandi sa scheme 1, ang power layer ug ground plane hingpit nga gihiusa, nga adunay pipila nga mga bentaha kaysa scheme 1, apan

Ang Siganl_1 (Itaas) ug Siganl_2 (Inner_1) ug Siganl_3 (Inner_4) ug Siganl_4 (Ubos) nga mga signal layer direkta nga kasikbit sa usag usa. Ang signal isolation dili maayo, ug ang problema sa crosstalk wala masulbad.

(3) Siganl_1 (Itaas), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), POWER (Inner_3), GND (Inner_4), Siganl_3 (Ubos).

Kung itandi sa Scheme 1 ug Scheme 2, ang Scheme 3 adunay usa ka gamay nga signal layer ug usa pa nga internal electrical layer. Bisan kung ang mga lut-od nga magamit alang sa mga kable gipakunhod, kini nga laraw nagsulbad sa sagad nga mga depekto sa Scheme 1 ug Scheme 2.

① Ang power plane ug ground plane hugot nga gidugtong.

② Ang matag signal layer direkta nga kasikbit sa sulod nga electric layer, ug epektibo nga nahimulag gikan sa ubang mga signal layer, ug ang crosstalk dili sayon ​​nga mahitabo.

③ Ang Siganl_2 (Inner_2) kasikbit sa duha ka sulod nga electrical layers GND (Inner_1) ug POWER (Inner_3), nga magamit sa pagpasa sa high-speed signal. Ang duha ka sulod nga electrical layer epektibo nga makapanalipod sa interference gikan sa gawas nga kalibutan ngadto sa Siganl_2 (Inner_2) layer ug ang interference gikan sa Siganl_2 (Inner_2) ngadto sa gawas nga kalibutan.

Sa tanan nga mga aspeto, ang laraw 3 klaro nga labing na-optimize. Sa parehas nga oras, ang laraw 3 usa usab ka sagad nga gigamit nga laminated nga istruktura alang sa 6-layer nga mga tabla. Pinaagi sa pag-analisar sa duha ka mga pananglitan sa ibabaw, nagtuo ako nga ang magbabasa adunay usa ka piho nga pagsabot sa cascading structure, apan sa pipila ka mga kaso, ang usa ka piho nga pamaagi dili makatagbo sa tanan nga mga kinahanglanon, nga nagkinahanglan sa pagkonsiderar sa prayoridad sa nagkalain-laing mga prinsipyo sa disenyo. Ikasubo, tungod sa kamatuoran nga ang disenyo sa layer sa circuit board suod nga may kalabutan sa mga kinaiya sa aktuwal nga sirkito, ang anti-interference performance ug design focus sa lain-laing mga sirkito lahi, mao nga sa pagkatinuod kini nga mga prinsipyo walay determinado nga prayoridad alang sa pakisayran. Apan ang sigurado mao nga ang prinsipyo sa disenyo 2 (ang internal nga layer sa gahum ug ang layer sa yuta kinahanglan nga hugot nga gidugtong) kinahanglan una nga masugat sa disenyo, ug kung ang mga high-speed nga signal kinahanglan nga ipadala sa circuit, unya ang prinsipyo sa disenyo 3 (high-speed signal transmission layer sa sirkito) Kini kinahanglan nga ang signal intermediate layer ug sandwiched sa taliwala sa duha ka sulod electrical layers) kinahanglan nga matagbaw.

10-layer nga tabla

PCB tipikal nga 10-layer nga disenyo sa board

Ang kinatibuk-ang han-ay sa mga kable mao ang TOP–GND—signal layer—power layer—GND—signal layer—power layer—signal layer—GND—BOTTOM

Ang pagkasunod-sunod sa mga kable sa iyang kaugalingon dili kinahanglan nga gitakda, apan adunay pipila ka mga sumbanan ug mga prinsipyo aron mapugngan kini: Pananglitan, ang kasikbit nga mga lut-od sa ibabaw nga layer ug ubos nga layer naggamit sa GND aron masiguro ang mga kinaiya sa EMC sa usa ka board; pananglitan, ang matag signal layer mas maayo nga mogamit sa GND layer isip usa ka reference Plane; ang suplay sa kuryente nga gigamit sa tibuok nga usa ka tabla gipalabi nga ibutang sa usa ka tibuok nga piraso sa tumbaga; ang delikado, taas nga tulin, ug gipalabi nga moadto sa sulud sa sulud sa paglukso, ug uban pa.