Tervezés előtt többrétegű NYÁK kártya esetén a tervezőnek először meg kell határoznia a használt áramköri kártya szerkezetét az áramköri skála, az áramköri lap mérete és az elektromágneses kompatibilitási (EMC) követelmények szerint, azaz el kell döntenie, hogy 4 rétegű, 6 rétegű vagy több rétegű áramköri lapot használ-e. . A rétegek számának meghatározása után határozza meg, hová helyezze el a belső elektromos rétegeket, és hogyan ossza el a különböző jeleket ezeken a rétegeken. Ez a többrétegű PCB veremstruktúra választása.

A laminált szerkezet fontos tényező, amely befolyásolja a nyomtatott áramköri lapok EMC-teljesítményét, és fontos eszköz az elektromágneses interferencia elnyomására is. Ez a cikk bemutatja a többrétegű nyomtatott áramköri lapok veremszerkezetének vonatkozó tartalmát.

A teljesítmény-, föld- és jelrétegek számának meghatározása után ezek egymáshoz viszonyított elrendezése olyan téma, amelyet minden NYÁK-mérnök nem kerülhet ki;

A rétegelrendezés általános elve:

1. A többrétegű PCB lapok laminált szerkezetének meghatározásához több tényezőt is figyelembe kell venni. A huzalozás szempontjából minél több réteg van, annál jobb a vezetékezés, de a táblagyártás költsége és nehézsége is megnő. A gyártók számára a NYÁK lapok gyártása során arra kell figyelni, hogy a laminált szerkezet szimmetrikus-e vagy sem, ezért a rétegszám megválasztásánál minden szempontot figyelembe kell venni a legjobb egyensúly elérése érdekében. A tapasztalt tervezők az alkatrészek előzetes elrendezésének elvégzése után a NYÁK vezetékezési szűk keresztmetszete elemzésére koncentrálnak. Más EDA-eszközökkel kombinálva elemezze az áramköri lap huzalozási sűrűségét; majd szintetizálja a speciális huzalozási követelményekkel rendelkező jelvonalak számát és típusait, például differenciálvonalakat, érzékeny jelvonalakat stb., a jelrétegek számának meghatározásához; majd a tápegység típusa szerint leválasztás és interferencia elleni A belső elektromos rétegek számának meghatározására vonatkozó követelmények. Ily módon alapvetően a teljes áramköri lap rétegeinek száma határozható meg.

2. Az alkatrész felületének alja (a második réteg) az alapsík, amely biztosítja az eszköz árnyékoló rétegét és a referenciasíkot a felső huzalozáshoz; az érzékeny jelrétegnek szomszédosnak kell lennie egy belső elektromos réteggel (belső táp/földréteg), a nagy belső elektromos réteget használva, rézfóliát használva a jelréteg árnyékolására. Az áramkörben a nagy sebességű jelátviteli rétegnek egy közbenső jelrétegnek kell lennie, és két belső elektromos réteg között kell elhelyezkednie. Ily módon a két belső elektromos réteg rézfóliája elektromágneses árnyékolást biztosíthat a nagy sebességű jelátvitelhez, ugyanakkor hatékonyan korlátozhatja a nagy sebességű jel sugárzását a két belső elektromos réteg között anélkül, hogy ez okozná. külső interferencia.

3. Minden jelréteg a lehető legközelebb legyen az alapsíkhoz;

4. Igyekezzen elkerülni két, közvetlenül egymás melletti jelréteget; könnyen bevezethető az áthallás a szomszédos jelrétegek között, ami az áramkör működésének meghibásodását eredményezi. A két jelréteg közé alapsík hozzáadása hatékonyan elkerülheti az áthallást.

5. A fő áramforrás a lehető legközelebb legyen hozzá;

6. Vegye figyelembe a laminált szerkezet szimmetriáját.

7. Az alaplap rétegelrendezésénél a meglévő alaplapoknál nehézkes a párhuzamos távolsági huzalozás vezérlése. Az 50 MHz feletti kártyaszintű működési frekvencia esetén (lásd az 50 MHz alatti helyzetet, kérjük, lazítson megfelelően), ajánlatos a következő elvet betartani:

Az alkatrész felülete és a hegesztési felület egy komplett alaplap (árnyékolás); Nincsenek szomszédos párhuzamos huzalozási rétegek; Minden jelréteg a lehető legközelebb van az alaplaphoz;

A kulcsjel a talaj mellett van, és nem keresztezi a partíciót.

Megjegyzés: Az egyes NYÁK-rétegek beállításakor a fenti elveket rugalmasan kell elsajátítani. A fenti alapelvek megértése alapján, az egyetlen tábla tényleges követelményei szerint, mint például: szükséges-e kulcsos kábelezési réteg, tápegység, alaplap felosztás stb. , Határozza meg a rétegek elrendezését, és ne csak egyszerűen másolja le, vagy tartsa meg.

8. Több földelt belső elektromos réteg hatékonyan csökkentheti a földimpedanciát. Például az A jelréteg és a B jelréteg külön alapsíkot használ, ami hatékonyan csökkentheti a közös módú interferenciát.

Az általánosan használt réteges szerkezet: 4 rétegű tábla

Az alábbiakban egy 4 rétegű tábla példáján mutatjuk be, hogyan lehet optimalizálni a különböző laminált szerkezetek elrendezését és kombinációját.

Az általánosan használt 4 rétegű táblákhoz a következő halmozási módszerek állnak rendelkezésre (felülről lefelé).

(1) Siganl_1 (fent), GND (belső_1), POWER (belső_2), Siganl_2 (alul).

(2) Siganl_1 (fent), POWER (belső_1), GND (belső_2), Siganl_2 (alul).

(3) POWER (felül), Siganl_1 (belső_1), GND (belső_2), Siganl_2 (alul).

Nyilvánvaló, hogy a 3. lehetőségből hiányzik a hatékony csatolás a teljesítményréteg és a talajréteg között, ezért nem szabad elfogadni.

Akkor hogyan kell kiválasztani az 1. és 2. opciót?

Normál körülmények között a tervezők az 1. lehetőséget választják a 4 rétegű tábla szerkezeteként. A választás oka nem az, hogy a 2. opciót nem lehet elfogadni, hanem az, hogy az általános PCB kártya csak a felső rétegre helyezi az alkatrészeket, ezért célszerűbb az 1. opciót alkalmazni.

De amikor az alkatrészeket a felső és az alsó rétegre is el kell helyezni, és a belső tápréteg és a talajréteg közötti dielektromos vastagság nagy, és a csatolás rossz, akkor mérlegelni kell, hogy melyik rétegben van kevesebb jelvezeték. Az 1. lehetőségnél kevesebb jelvezeték van az alsó rétegen, és egy nagy felületű rézfólia használható a POWER réteghez; ellenkezőleg, ha az alkatrészek főként az alsó rétegen vannak elrendezve, a 2. opciót kell használni a tábla elkészítéséhez.

Ha laminált szerkezetet alkalmazunk, akkor a teljesítményréteg és a talajréteg már össze van kapcsolva. Figyelembe véve a szimmetria követelményeit, általában az 1. sémát alkalmazzák.

6 rétegű tábla

A 4 rétegű tábla laminált szerkezetének elemzése után a következőkben a 6 rétegű tábla kombináció példáján keresztül szemléltetjük a 6 rétegű tábla elrendezését és kombinációját, valamint az előnyben részesített módszert.

(1) Siganl_1 (Felső), GND (Belső_1), Siganl_2 (Belső_2), Siganl_3 (Belső_3), teljesítmény (Belső_4), Siganl_4 (Alul).

Az 1. megoldás 4 jelréteget és 2 belső táp/föld réteget használ, több jelréteggel, ami elősegíti a komponensek közötti huzalozást, de ennek a megoldásnak a hibái is szembetűnőbbek, amelyek a következő két vonatkozásban nyilvánulnak meg:

① A tápsík és az alapsík távol vannak egymástól, és nincsenek megfelelően összekapcsolva.

② A Siganl_2 (Belső_2) és a Siganl_3 (Belső_3) jelréteg közvetlenül szomszédos, így a jelszigetelés nem megfelelő, és könnyen előfordulhat áthallás.

(2) Siganl_1 (Felső), Siganl_2 (Belső_1), POWER (Belső_2), GND (Belső_3), Siganl_3 (Belső_4), Siganl_4 (Alul).

2. séma Az 1. sémához képest a teljesítményréteg és az alapsík teljesen össze van kapcsolva, ami bizonyos előnyökkel jár az 1. sémához képest, de

A Siganl_1 (Felső) és Siganl_2 (Belső_1) és Siganl_3 (Belső_4) és Siganl_4 (Alul) jelrétegek közvetlenül szomszédosak egymással. A jel leválasztása nem jó, és az áthallás problémája sem megoldott.

(3) Siganl_1 (Felső), GND (Belső_1), Siganl_2 (Belső_2), POWER (Belső_3), GND (Belső_4), Siganl_3 (Alul).

Az 1. és 2. sémához képest a 3. séma eggyel kevesebb jelréteggel és eggyel több belső elektromos réteggel rendelkezik. Bár a vezetékezéshez rendelkezésre álló rétegek csökkentek, ez a séma megoldja az 1. és 2. séma gyakori hibáit.

① A tápsík és az alaplap szorosan össze van kötve.

② Minden jelréteg közvetlenül szomszédos a belső elektromos réteggel, és hatékonyan el van szigetelve a többi jelrétegtől, és nem könnyű az áthallás.

③ A Siganl_2 (Belső_2) a két belső elektromos réteggel szomszédos GND (Belső_1) és POWER (Belső_3), amelyek nagy sebességű jelek továbbítására használhatók. A két belső elektromos réteg hatékonyan védi a külvilágtól a Siganl_2 (Belső_2) réteg és a Siganl_2 (Belső_2) interferenciát a külvilág felé.

Minden szempontból nyilvánvalóan a 3. séma a leginkább optimalizált. Ugyanakkor a 3. séma is egy általánosan használt laminált szerkezet 6 rétegű táblákhoz. A fenti két példa elemzése révén úgy gondolom, hogy az olvasó bizonyosan megérti a lépcsőzetes struktúrát, de bizonyos esetekben egy adott séma nem felel meg minden követelménynek, amihez figyelembe kell venni a különböző tervezési elvek prioritását. Sajnos, mivel az áramköri réteg kialakítása szorosan összefügg az aktuális áramkör jellemzőivel, a különböző áramkörök interferencia-ellenes teljesítménye és tervezési fókusza eltérő, így ezeknek az elveknek nincs meghatározott prioritása referenciaként. De az biztos, hogy a tervezésnél először a 2. tervezési elvnek (a belső tápréteg és a földréteg szorosan össze kell kapcsolni) kell megfelelni, ha pedig nagy sebességű jeleket kell továbbítani az áramkörben, akkor a 3. tervezési elv. (nagy sebességű jelátviteli réteg az áramkörben) A jel közbenső rétegnek kell lennie és két belső elektromos réteg közé kell helyezni) teljesülnie kell.

10 rétegű tábla

PCB tipikus 10 rétegű kártya kialakítás

Az általános bekötési sorrend a következő: FELSŐ – GND – jelréteg – tápréteg – GND – jelréteg – tápréteg – jelréteg – GND – ALUL

Maga a bekötési sorrend nem feltétlenül rögzített, de van néhány szabvány és elv, amelyek korlátozzák: Például a felső és az alsó réteg szomszédos rétegei GND-t használnak az egyetlen kártya EMC-jellemzőinek biztosítására; például minden jelréteg előnyösen a GND réteget használja referenciasíkként; a teljes egyetlen táblában használt tápegység előnyösen egy egész rézdarabra van lefektetve; az érzékeny, nagy sebességű, és inkább az ugrás belső rétege mentén halad, stb.