Prima di cuncepimentu PCB multistratu bordu, u designer hà bisognu à determinà prima a struttura di u circuitu di circuitu utilizatu secondu a scala di u circuitu, a dimensione di u circuitu è ​​a cumpatibilità elettromagnetica (EMC), vale à dì, per decide di utilizà 4 strati, 6 strati, o più strati di circuiti. . Dopu avè determinatu u nùmeru di strati, determinà induve si mette i strati elettrici internu è cumu si distribuisce signalazioni diffirenti nantu à sti strati. Questa hè a scelta di a struttura di stack PCB multilayer.

A struttura laminata hè un fattore impurtante chì affetta u rendiment EMC di i pannelli PCB, è hè ancu un mezzu impurtante per suppressione l’interferenza elettromagnetica. Questu articulu presenta u cuntenutu pertinente di a struttura di stack multilayer PCB.

Dopu avè determinatu u numeru di strati di putenza, terra è signali, l’arrangementu relative di elli hè un tema chì ogni ingegnere PCB ùn pò micca evitari;

U principiu generale di a disposizione di strati:

1. Per determinà a struttura laminata di una scheda di PCB multilayer, più fattori deve esse cunsideratu. Da a perspettiva di u cablaggio, u più strati, u megliu u filatu, ma u costu è a difficultà di a fabricazione di bordu anu ancu aumentà. Per i pruduttori, chì a struttura laminata hè simmetrica o micca hè u focu chì deve esse attentu à quandu i pannelli PCB sò fabbricati, cusì l’scelta di u numeru di strati deve cunsiderà i bisogni di tutti l’aspetti per ottene u megliu equilibriu. Per i diseggiani sperimentati, dopu avè finitu u pre-disposizione di i cumpunenti, si focalizeghjanu nantu à l’analisi di u collu di buttiglia di cablaggio PCB. Cumbine cù altre arnesi EDA per analizà a densità di cablaggio di u circuit board; poi sintetizà u numeru è i tipi di linee di signali cù esigenze di cablaggio speciale, cum’è e linee differenziali, linee di signali sensitivi, etc., per determinà u numeru di strati di signali; poi secondu u tipu di alimentazione, isolamentu è anti-interferenza I bisogni per determinà u numeru di strati elettrici internu. In questu modu, u nùmeru di strati di u circuitu tutale hè basamente determinatu.

2. U fondu di a superficia di i cumpunenti (a seconda capa) hè u pianu di terra, chì furnisce a strata di schermatura di u dispusitivu è u pianu di riferimentu per u filatu superiore; a strata di signale sensitiva deve esse adiacente à una strata elettrica interna (strata di putenza interna / terra), utilizendu a grande strata elettrica interna Film Copper per furnisce schermatura per u stratu di signale. A strata di trasmissione di signali à alta velocità in u circuitu deve esse una strata intermedia di signale è sandwiched trà dui strati elettrici interni. In questu modu, a film di cobre di i dui strati elettrici interni ponu furnisce una scherma elettromagnetica per a trasmissione di signali à alta velocità, è à u stessu tempu pò limità in modu efficace a radiazione di u signale d’alta velocità trà i dui strati elettrici interni senza pruvucà. interferenza esterna.

3. Tutti i strati di signali sò u più vicinu à u pianu di terra;

4. Pruvate per evitari dui strati di signali direttamente vicinu à l’altru; hè faciule d’introduce una diafonia trà i strati di segnali adiacenti, risultatu in fallimentu di a funzione di u circuitu. Aghjunghjendu un pianu di terra trà i dui strati di signale pò evità efficacemente a diafonia.

5. A fonti di putenza principali hè u più vicinu pussibule à lu currispundenza;

6. Pigliate in contu a simetria di a struttura laminata.

7. Per u layout di strati di a scheda madre, hè difficiule per i motherboards esistenti per cuntrullà u cablatu parallelu di longa distanza. Per a frequenza operativa à livellu di u bordu sopra 50MHZ (riferite à a situazione sottu à 50MHZ, rilassate apprupriamente), hè cunsigliatu di organizà u principiu:

A superficia di cumpunenti è a superficia di saldatura sò un pianu di terra cumpletu (scudu); Nisun strati di cablaggio parallelu adiacente; Tutti i strati di signale sò u più vicinu pussibule à u pianu di terra;

U signale chjave hè vicinu à a terra è ùn attraversa micca a partizione.

Nota: Quandu si stallanu i strati di PCB specifichi, i principii sopra deve esse maestrati in modu flessibile. Basatu nantu à a capiscitura di i principii sopra, secondu à i bisogni attuali di a sola scheda, cum’è: s’ellu hè necessariu un stratu di cablaggio chjave, alimentazione, divisione di u pianu di terra, etc. ùn basta à copià chjaramente, o tene nantu à ellu.

8. Multiple grounded internu elettricu strati pò effittivamenti riduzzione impedance ground. Per esempiu, a capa di signale A è a capa di signale B utilizanu piani di terra separati, chì ponu efficacemente riduce l’interferenza di u modu cumuni.

A struttura a strati cumunimenti usata: tavola à 4 strati

U seguitu usa un esempiu di una tavola di 4 strati per illustrà cumu ottimisà l’arrangiamentu è a cumminazione di diverse strutture laminate.

Per i pannelli di 4 strati cumunimenti usati, ci sò i seguenti metudi di stacking (da cima à fondu).

(1) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), POWER (Inner_2), Siganl_2 (Bottom).

(2) Siganl_1 (Top), POWER (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Bottom).

(3) POWER (Top), Siganl_1 (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Bottom).

Ovviamente, l’Opzione 3 ùn manca un accoppiamentu efficace trà a capa di putenza è a capa di terra è ùn deve esse aduttatu.

Allora cumu si deve esse sceltu l’opzioni 1 è 2?

Under normal circumstances, designers will choose option 1 as the structure of the 4-layer board. The reason for the choice is not that Option 2 cannot be adopted, but that the general PCB board only places components on the top layer, so it is more appropriate to adopt Option 1.

Ma quandu i cumpunenti deve esse posti nantu à i strati superiore è di fondu, è u spessore dielettricu trà a capa di putenza interna è a capa di terra hè grande è l’accoppiamentu hè poviru, hè necessariu di cunsiderà quale strata hà menu linee di signale. Per l’Opzione 1, ci sò menu linee di signale nantu à a capa di fondu, è un filmu di cobre di grande spaziu pò esse usatu per accoppià cù a capa POWER; à u cuntrariu, se i cumpunenti sò principarmenti disposti nantu à a capa di fondu, l’opzione 2 deve esse usata per fà u bordu.

Se una struttura laminata hè aduttatu, a capa di putenza è a capa di terra sò digià accoppiate. In cunsiderà i requisiti di simetria, u schema 1 hè generalmente aduttatu.

Tavola à 6 strati

Dopu avè finitu l’analisi di a struttura laminata di a tavola di 4 strati, u seguitu usa un esempiu di a cumminazione di 6 strati per illustrà l’arrangiamentu è a cumminazione di u tavulinu di 6 strati è u metudu preferitu.

(1) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), Siganl_3 (Inner_3), putenza (Inner_4), Siganl_4 (Bottom).

A suluzione 1 usa 4 strati di signali è 2 strati di putenza internu / terra, cù più strati di signali, chì conduce à u travagliu di cablaggio trà i cumpunenti, ma i difetti di sta suluzione sò ancu più evidenti, chì si manifestanu in i seguenti dui aspetti:

① U pianu di putenza è u pianu di terra sò alluntanati, è ùn sò micca abbastanza accoppiati.

② A strata di signale Siganl_2 (Inner_2) è Siganl_3 (Inner_3) sò direttamente adiacenti, per quessa, l’isolamentu di u signale ùn hè micca bonu è a diafonia hè faciule.

(2) Siganl_1 (Top), Siganl_2 (Inner_1), POWER (Inner_2), GND (Inner_3), Siganl_3 (Inner_4), Siganl_4 (Bottom).

Schema 2 In cunfrontu cù u schema 1, a capa di putenza è u pianu di terra sò cumpletamente accoppiati, chì hà certi vantaghji nantu à u schema 1, ma

Siganl_1 (Top) è Siganl_2 (Inner_1) è Siganl_3 (Inner_4) è Siganl_4 (Bottom) strati di signali sò direttamente adiacenti à l’altri. L’isolamentu di u signale ùn hè micca bonu, è u prublema di crosstalk ùn hè micca risoltu.

(3) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), POWER (Inner_3), GND (Inner_4), Siganl_3 (Bottom).

Comparatu à Scheme 1 è Scheme 2, Scheme 3 hà una capa di signale menu è una capa elettrica interna più. Ancu se i strati dispunibuli per u cablaggio sò ridotti, stu schema risolve i difetti cumuni di Scheme 1 è Scheme 2.

① U pianu di a putenza è u pianu di terra sò strettamente accoppiati.

② Ogni stratu di signale hè direttamente adiacente à u stratu elettricu internu, è hè effettivamente isolatu da altri strati di signale, è a diafonia ùn hè micca faciule da esse.

③ Siganl_2 (Inner_2) hè adiacente à i dui strati elettrici interni GND (Inner_1) è POWER (Inner_3), chì ponu esse aduprati per trasmette segnali à alta velocità. I dui strati elettrici interni ponu effittivamenti schermu l’interferenza da u mondu esternu à a strata Siganl_2 (Inner_2) è l’interferenza da Siganl_2 (Inner_2) à u mondu esternu.

In tutti l’aspetti, u schema 3 hè ovviamente u più ottimizatu. À u listessu tempu, u schema 3 hè ancu una struttura laminata comunmente usata per tavule di 6 strati. Per mezu di l’analisi di i dui esempii sopra, crede chì u lettore hà una certa comprensione di a struttura cascata, ma in certi casi, un certu schema ùn pò micca risponde à tutti i requisiti, chì deve esse cunsideratu a priorità di diversi principii di design. Sfurtunatamente, a causa di u fattu chì u disignu di u stratu di u circuitu hè strettamente ligatu à e caratteristiche di u circuitu attuale, a prestazione anti-interferenza è u focusu di design di diversi circuiti sò diffirenti, cusì in fattu questi principii ùn anu micca una priorità determinata per riferimentu. Ma ciò chì hè sicuru hè chì u principiu di cuncepimentu 2 (a strata di putenza interna è a strata di terra deve esse strettamente assuciata) deve esse scontru prima in u disignu, è se i segnali d’alta velocità anu da esse trasmessi in u circuitu, allora u principiu di disignu 3. (stratu di trasmissione di signali d’alta velocità in u circuitu) Deve esse u stratu intermediariu di u signale è sandwiched trà dui strati elettrici interni) deve esse soddisfatti.

Tavola à 10 strati

Disegnu tipicu di a scheda PCB à 10 strati

A sequenza generale di cablaggio hè TOP-GND-stratu di signale-stratu di putenza-GND-stratu di signale-stratu di putenza-stratu di signale-GND-BOTTOM

A sequenza di cablaggio stessu ùn hè micca necessariamente fissu, ma ci sò certi standardi è principii per limità: Per esempiu, i strati adiacenti di a capa superiore è a capa di fondu utilizanu GND per assicurà e caratteristiche EMC di a sola scheda; per esempiu, ogni strata di signale preferibilmente usa a capa GND cum’è un pianu di riferimentu; l’alimentu d’energia utilizatu in tutta a tavola unica hè preferibilmente pusatu nantu à un pezzu sanu di rame; u suscettibile, high-vitezza, è preferitu andà longu u stratu internu di u saltu, etc.