Cyn dylunio PCB amlhaenog bwrdd, mae angen i’r dylunydd yn gyntaf bennu strwythur y bwrdd cylched a ddefnyddir yn unol â gofynion graddfa’r gylched, maint y bwrdd cylched a chydnawsedd electromagnetig (EMC), hynny yw, i benderfynu a ddylid defnyddio 4 haen, 6 haen, neu fwy o haenau o fyrddau cylched . Ar ôl penderfynu ar nifer yr haenau, penderfynwch ble i osod yr haenau trydanol mewnol a sut i ddosbarthu gwahanol signalau ar yr haenau hyn. Dyma’r dewis o strwythur pentwr PCB amlhaenog.

Mae strwythur wedi’i lamineiddio yn ffactor pwysig sy’n effeithio ar berfformiad EMC byrddau PCB, ac mae hefyd yn fodd pwysig i atal ymyrraeth electromagnetig. Mae’r erthygl hon yn cyflwyno cynnwys perthnasol strwythur pentwr bwrdd PCB amlhaenog.

Ar ôl pennu nifer yr haenau pŵer, daear a signal, mae’r trefniant cymharol ohonynt yn bwnc na all pob peiriannydd PCB ei osgoi;

Egwyddor gyffredinol trefniant haen:

1. Er mwyn pennu strwythur wedi’i lamineiddio bwrdd PCB amlhaenog, mae angen ystyried mwy o ffactorau. O safbwynt gwifrau, po fwyaf o haenau, y gorau fydd y gwifrau, ond bydd cost ac anhawster gweithgynhyrchu bwrdd hefyd yn cynyddu. I weithgynhyrchwyr, p’un a yw’r strwythur wedi’i lamineiddio’n gymesur ai peidio yw’r ffocws y mae’n rhaid rhoi sylw iddo pan weithgynhyrchir byrddau PCB, felly mae angen i’r dewis o nifer yr haenau ystyried anghenion pob agwedd er mwyn sicrhau’r cydbwysedd gorau. Ar gyfer dylunwyr profiadol, ar ôl cwblhau cyn-gynllun y cydrannau, byddant yn canolbwyntio ar ddadansoddi tagfa weirio PCB. Cyfuno ag offer EDA eraill i ddadansoddi dwysedd gwifrau’r bwrdd cylched; yna syntheseiddio’r nifer a’r mathau o linellau signal â gofynion gwifrau arbennig, megis llinellau gwahaniaethol, llinellau signal sensitif, ac ati, i bennu nifer yr haenau signal; yna yn ôl y math o gyflenwad pŵer, ynysu a gwrth-ymyrraeth Y gofynion i bennu nifer yr haenau trydanol mewnol. Yn y modd hwn, pennir yn sylfaenol nifer yr haenau o’r bwrdd cylched cyfan.

2. Gwaelod wyneb y gydran (yr ail haen) yw’r awyren ddaear, sy’n darparu haen cysgodi’r ddyfais a’r awyren gyfeirio ar gyfer y gwifrau uchaf; dylai’r haen signal sensitif fod wrth ymyl haen drydanol fewnol (pŵer mewnol / haen ddaear), gan ddefnyddio’r ffilm Copr haen drydanol fewnol fawr i ddarparu cysgodi ar gyfer yr haen signal. Dylai’r haen trawsyrru signal cyflym yn y gylched fod yn haen ganolraddol signal ac wedi’i rhyngosod rhwng dwy haen drydanol fewnol. Yn y modd hwn, gall ffilm gopr y ddwy haen drydan fewnol ddarparu cysgodi electromagnetig ar gyfer trosglwyddo signal cyflym, ac ar yr un pryd, gall gyfyngu ymbelydredd y signal cyflym yn effeithiol rhwng y ddwy haen drydan fewnol heb achosi ymyrraeth allanol.

3. Mae’r holl haenau signal mor agos â phosibl i’r awyren ddaear;

4. Ceisiwch osgoi dwy haen signal yn union gyfagos i’w gilydd; mae’n hawdd cyflwyno crosstalk rhwng haenau signal cyfagos, gan arwain at fethiant swyddogaeth cylched. Gall ychwanegu awyren ddaear rhwng y ddwy haen signal osgoi crosstalk i bob pwrpas.

5. Mae’r brif ffynhonnell pŵer mor agos â phosibl iddi yn gyfatebol;

6. Ystyriwch gymesuredd y strwythur wedi’i lamineiddio.

7. Ar gyfer cynllun haen y motherboard, mae’n anodd i’r mamfyrddau presennol reoli gwifrau pellter hir cyfochrog. Ar gyfer amlder gweithredu lefel bwrdd uwchlaw 50MHZ (cyfeiriwch at y sefyllfa o dan 50MHZ, ymlaciwch yn briodol), argymhellir trefnu’r egwyddor:

Mae’r arwyneb cydran a’r arwyneb weldio yn awyren ddaear gyflawn (tarian); Dim haenau gwifrau cyfochrog cyfagos; Mae’r holl haenau signal mor agos â phosibl i’r awyren ddaear;

Mae’r signal allweddol yn gyfagos i’r ddaear ac nid yw’n croesi’r rhaniad.

Nodyn: Wrth sefydlu’r haenau PCB penodol, dylid meistroli’r egwyddorion uchod yn hyblyg. Yn seiliedig ar y ddealltwriaeth o’r egwyddorion uchod, yn unol â gofynion gwirioneddol y bwrdd sengl, megis: a oes angen haen weirio allweddol, cyflenwad pŵer, rhaniad awyren ddaear, ac ati. Darganfyddwch drefniant yr haenau, a pheidiwch â rhoi ‘ t dim ond ei gopïo’n blwmp ac yn blaen, neu ddal gafael arno.

8. Gall haenau trydanol mewnol lluosog ar y ddaear leihau rhwystriant daear yn effeithiol. Er enghraifft, mae’r haen signal A a’r haen signal B yn defnyddio awyrennau daear ar wahân, a all leihau ymyrraeth modd cyffredin yn effeithiol.

Y strwythur haenog a ddefnyddir yn gyffredin: bwrdd 4-haen

Mae’r canlynol yn defnyddio enghraifft o fwrdd 4 haen i ddangos sut i wneud y gorau o’r trefniant a’r cyfuniad o wahanol strwythurau wedi’u lamineiddio.

Ar gyfer byrddau 4 haen a ddefnyddir yn gyffredin, mae’r dulliau pentyrru canlynol (o’r top i’r gwaelod).

(1) Siganl_1 (Uchaf), GND (Inner_1), POWER (Inner_2), Siganl_2 (Gwaelod).

(2) Siganl_1 (Uchaf), POWER (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Gwaelod).

(3) POWER (Uchaf), Siganl_1 (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Gwaelod).

Yn amlwg, nid oes gan Opsiwn 3 gyplu effeithiol rhwng yr haen bŵer a’r haen ddaear ac ni ddylid ei fabwysiadu.

Yna sut y dylid dewis opsiynau 1 a 2?

O dan amgylchiadau arferol, bydd dylunwyr yn dewis opsiwn 1 fel strwythur y bwrdd 4-haen. Nid y rheswm dros y dewis yw na ellir mabwysiadu Opsiwn 2, ond bod y bwrdd PCB cyffredinol yn gosod cydrannau ar yr haen uchaf yn unig, felly mae’n fwy priodol mabwysiadu Opsiwn 1.

Ond pan fydd angen gosod cydrannau ar yr haenau uchaf a gwaelod, a bod y trwch dielectrig rhwng yr haen bŵer fewnol a’r haen ddaear yn fawr a’r cyplydd yn wael, mae angen ystyried pa haen sydd â llai o linellau signal. Ar gyfer Opsiwn 1, mae llai o linellau signal ar yr haen waelod, a gellir defnyddio ffilm gopr ardal fawr i gyplysu’r haen POWER; i’r gwrthwyneb, os yw’r cydrannau wedi’u trefnu’n bennaf ar yr haen waelod, dylid defnyddio Opsiwn 2 i wneud y bwrdd.

Os mabwysiadir strwythur wedi’i lamineiddio, mae’r haen bŵer a’r haen ddaear eisoes wedi’u cyplysu. Gan ystyried gofynion cymesuredd, mabwysiadir cynllun 1 yn gyffredinol.

Bwrdd 6-haen

Ar ôl cwblhau’r dadansoddiad o strwythur wedi’i lamineiddio y bwrdd 4-haen, mae’r canlynol yn defnyddio enghraifft o’r cyfuniad bwrdd 6-haen i ddangos trefniant a chyfuniad y bwrdd 6-haen a’r dull a ffefrir.

(1) Siganl_1 (Uchaf), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), Siganl_3 (Inner_3), pŵer (Inner_4), Siganl_4 (Gwaelod).

Mae Datrysiad 1 yn defnyddio 4 haen signal a 2 haen pŵer / daear fewnol, gyda mwy o haenau signal, sy’n ffafriol i’r gwaith gwifrau rhwng cydrannau, ond mae diffygion yr hydoddiant hwn hefyd yn fwy amlwg, a amlygir yn y ddwy agwedd ganlynol:

① Mae’r awyren bŵer a’r awyren ddaear yn bell oddi wrth ei gilydd, ac nid ydynt wedi’u cyplysu’n ddigonol.

② Mae’r haen signal Siganl_2 (Inner_2) a Siganl_3 (Inner_3) yn uniongyrchol gyfagos, felly nid yw’r ynysu signal yn dda ac mae’n hawdd digwydd crosstalk.

(2) Siganl_1 (Uchaf), Siganl_2 (Inner_1), POWER (Inner_2), GND (Inner_3), Siganl_3 (Inner_4), Siganl_4 (Gwaelod).

Cynllun 2 O’i gymharu â chynllun 1, mae’r haen bŵer a’r awyren ddaear wedi’u cyplysu’n llawn, sydd â rhai manteision dros gynllun 1, ond

Mae haenau signal Siganl_1 (Uchaf) a Siganl_2 (Inner_1) a Siganl_3 (Inner_4) a Siganl_4 (Gwaelod) yn uniongyrchol gyfagos i’w gilydd. Nid yw’r ynysu signal yn dda, ac nid yw’r broblem o crosstalk yn cael ei datrys.

(3) Siganl_1 (Uchaf), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), POWER (Inner_3), GND (Inner_4), Siganl_3 (Gwaelod).

O’i gymharu â Chynllun 1 a Chynllun 2, mae gan Gynllun 3 un haen signal yn llai ac un haen drydanol fewnol arall. Er bod yr haenau sydd ar gael ar gyfer gwifrau yn cael eu lleihau, mae’r cynllun hwn yn datrys diffygion cyffredin Cynllun 1 a Chynllun 2.

① Mae’r awyren bŵer a’r awyren ddaear wedi’u cyplysu’n dynn.

② Mae pob haen signal yn union gyfagos i’r haen drydan fewnol, ac i bob pwrpas wedi’i hynysu oddi wrth haenau signal eraill, ac nid yw’n hawdd digwydd crosstalk.

Mae ③ Siganl_2 (Inner_2) wrth ymyl y ddwy haen drydanol fewnol GND (Inner_1) a POWER (Inner_3), y gellir eu defnyddio i drosglwyddo signalau cyflym. Gall y ddwy haen drydanol fewnol gysgodi’r ymyrraeth o’r byd y tu allan i haen Siganl_2 (Inner_2) a’r ymyrraeth o Siganl_2 (Inner_2) i’r byd y tu allan.

Ym mhob agwedd, cynllun 3 yn amlwg yw’r un sydd wedi’i optimeiddio fwyaf. Ar yr un pryd, mae cynllun 3 hefyd yn strwythur wedi’i lamineiddio a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer byrddau 6-haen. Trwy ddadansoddiad y ddwy enghraifft uchod, credaf fod gan y darllenydd ddealltwriaeth benodol o’r strwythur rhaeadru, ond mewn rhai achosion, ni all cynllun penodol fodloni’r holl ofynion, sy’n gofyn am ystyried blaenoriaeth amrywiol egwyddorion dylunio. Yn anffodus, oherwydd y ffaith bod cysylltiad agos rhwng dyluniad haen y bwrdd cylched a nodweddion y gylched wirioneddol, mae perfformiad gwrth-ymyrraeth a ffocws dylunio gwahanol gylchedau yn wahanol, felly mewn gwirionedd nid oes gan yr egwyddorion hyn unrhyw flaenoriaeth benderfynol ar gyfer cyfeirio. Ond yr hyn sy’n sicr yw bod angen cwrdd ag egwyddor ddylunio 2 (yr haen pŵer fewnol a’r haen ddaear yn dynn) yn gyntaf yn y dyluniad, ac os oes angen trosglwyddo signalau cyflym yn y gylched, yna egwyddor ddylunio 3 (haen trawsyrru signal cyflym yn y gylched) Dylai fod yn haen ganolraddol y signal ac wedi’i rhyngosod rhwng dwy haen drydanol fewnol).

Bwrdd 10-haen

Dyluniad bwrdd 10-haen nodweddiadol PCB

Y dilyniant gwifrau cyffredinol yw TOP-GND – haen signal – haen pŵer – GND – haen signal – haen bŵer – haen signal – GND – BOTTOM

Nid yw’r dilyniant gwifrau ei hun o reidrwydd yn sefydlog, ond mae rhai safonau ac egwyddorion i’w gyfyngu: Er enghraifft, mae haenau cyfagos yr haen uchaf a’r haen waelod yn defnyddio GND i sicrhau nodweddion EMC y bwrdd sengl; er enghraifft, yn ddelfrydol, mae pob haen signal yn defnyddio’r haen GND fel Plân cyfeirio; mae’r cyflenwad pŵer a ddefnyddir yn y bwrdd sengl cyfan wedi’i osod yn ffafriol ar ddarn cyfan o gopr; y tueddol, cyflym, ac roedd yn well ganddo fynd ar hyd haen fewnol y naid, ac ati.