Նախքան նախագծելը բազմաշերտ PCB տախտակ, դիզայները նախ պետք է որոշի տպատախտակի կառուցվածքը, որն օգտագործվում է ըստ սխեմայի սանդղակի, տպատախտակի չափի և էլեկտրամագնիսական համատեղելիության (EMC) պահանջների, այսինքն՝ որոշի՝ օգտագործել 4 շերտ, 6 շերտ կամ ավելի շատ տպատախտակներ։ . Շերտերի քանակը որոշելուց հետո որոշեք, թե որտեղ պետք է տեղադրել ներքին էլեկտրական շերտերը և ինչպես բաշխել տարբեր ազդանշաններ այս շերտերի վրա: Սա բազմաշերտ PCB կույտի կառուցվածքի ընտրությունն է:

Լամինացված կառուցվածքը կարևոր գործոն է, որն ազդում է PCB սալիկների EMC աշխատանքի վրա, և այն նաև կարևոր միջոց է էլեկտրամագնիսական միջամտությունը ճնշելու համար: Այս հոդվածը ներկայացնում է բազմաշերտ PCB տախտակի կույտի կառուցվածքի համապատասխան բովանդակությունը:

Հզորության, հողի և ազդանշանային շերտերի քանակը որոշելուց հետո դրանց հարաբերական դասավորությունը մի թեմա է, որից յուրաքանչյուր PCB ինժեներ չի կարող խուսափել.

Շերտերի դասավորության ընդհանուր սկզբունքը.

1. Բազմաշերտ PCB տախտակի շերտավոր կառուցվածքը որոշելու համար անհրաժեշտ է հաշվի առնել ավելի շատ գործոններ: Հաղորդալարերի տեսանկյունից, որքան շատ շերտեր, այնքան լավ լարերը, բայց տախտակի արտադրության արժեքը և դժվարությունը նույնպես կավելանան: Արտադրողների համար, թե արդյոք լամինացված կառուցվածքը սիմետրիկ է, թե ոչ, այն ուշադրության կենտրոնում է, որին պետք է ուշադրություն դարձնել, երբ արտադրվում են PCB սալիկներ, ուստի շերտերի քանակի ընտրությունը պետք է հաշվի առնի բոլոր ասպեկտների կարիքները լավագույն հավասարակշռության հասնելու համար: Փորձառու դիզայներների համար բաղադրիչների նախնական դասավորությունն ավարտելուց հետո նրանք կկենտրոնանան PCB լարերի խցանման վերլուծության վրա: Միավորել այլ EDA գործիքների հետ՝ վերլուծելու տպատախտակի լարերի խտությունը; այնուհետև սինթեզեք ազդանշանային գծերի քանակը և տեսակները հատուկ էլեկտրահաղորդման պահանջներով, ինչպիսիք են դիֆերենցիալ գծերը, զգայուն ազդանշանային գծերը և այլն, ազդանշանային շերտերի քանակը որոշելու համար. ապա ըստ էլեկտրամատակարարման տեսակի, մեկուսացման և հակամիջամտության Ներքին էլեկտրական շերտերի քանակը որոշելու պահանջները. Այսպիսով, հիմնականում որոշվում է ամբողջ տպատախտակի շերտերի քանակը:

2. Բաղադրիչի մակերեսի ներքևի մասը (երկրորդ շերտը) հողային հարթությունն է, որն ապահովում է սարքի պաշտպանիչ շերտը և վերին լարերի հղման հարթությունը. զգայուն ազդանշանային շերտը պետք է հարակից լինի ներքին էլեկտրական շերտին (ներքին հզորություն/հողային շերտ)՝ օգտագործելով մեծ ներքին էլեկտրական շերտը Պղնձե թաղանթ՝ ազդանշանային շերտը պաշտպանելու համար: Շղթայում բարձր արագությամբ ազդանշանի փոխանցման շերտը պետք է լինի ազդանշանի միջանկյալ շերտ և տեղադրվի երկու ներքին էլեկտրական շերտերի միջև: Այս կերպ, երկու ներքին էլեկտրական շերտերի պղնձե թաղանթը կարող է ապահովել էլեկտրամագնիսական պաշտպանություն բարձր արագությամբ ազդանշանի փոխանցման համար, և միևնույն ժամանակ, այն կարող է արդյունավետորեն սահմանափակել բարձր արագությամբ ազդանշանի ճառագայթումը երկու ներքին էլեկտրական շերտերի միջև՝ առանց պատճառելու: արտաքին միջամտություն.

3. Բոլոր ազդանշանային շերտերը հնարավորինս մոտ են գետնի հարթությանը;

4. Փորձեք խուսափել երկու ազդանշանային շերտերից, որոնք ուղղակիորեն հարակից են միմյանց; Հեշտ է ներդնել հակազդեցություն հարակից ազդանշանային շերտերի միջև, ինչը հանգեցնում է շղթայի ֆունկցիայի ձախողմանը: Երկու ազդանշանային շերտերի միջև ցամաքային հարթություն ավելացնելը կարող է արդյունավետորեն խուսափել հակասությունից:

5. Հիմնական էներգիայի աղբյուրը հնարավորինս մոտ է դրան համապատասխանաբար.

6. Հաշվի առեք շերտավոր կառուցվածքի համաչափությունը:

7. Մայր տախտակի շերտի դասավորության համար գոյություն ունեցող մայր տախտակների համար դժվար է կառավարել զուգահեռ հեռահար լարերը: 50 ՄՀց-ից բարձր տախտակի մակարդակի գործառնական հաճախականության համար (տե՛ս 50 ՄՀց-ից ցածր իրավիճակին, խնդրում ենք պատշաճ կերպով հանգստանալ), խորհուրդ է տրվում կազմակերպել սկզբունքը.

Բաղադրիչի մակերեսը և եռակցման մակերեսը ամբողջական հողային հարթություն են (վահան), հարակից զուգահեռ լարերի շերտեր չկան; ազդանշանի բոլոր շերտերը հնարավորինս մոտ են հողի հարթությանը.

Բանալին ազդանշանը հարում է գետնին և չի անցնում միջնորմը:

Նշում. Հատուկ PCB շերտերը կարգավորելիս վերը նշված սկզբունքները պետք է ճկուն կերպով յուրացվեն: Ելնելով վերոնշյալ սկզբունքների ըմբռնումից՝ համաձայն մեկ տախտակի իրական պահանջների, ինչպիսիք են՝ պահանջվում է արդյոք առանցքային լարերի շերտ, էլեկտրամատակարարում, վերգետնյա հարթության բաժանում և այլն, որոշեք շերտերի դասավորությունը և ոչ։ պարզապես կոպիտ կերպով պատճենեք այն կամ պահեք այն:

8. Բազմաթիվ հիմնավորված ներքին էլեկտրական շերտերը կարող են արդյունավետորեն նվազեցնել հողի դիմադրությունը: Օրինակ, A ազդանշանային շերտը և B ազդանշանային շերտը օգտագործում են առանձին վերգետնյա հարթություններ, որոնք կարող են արդյունավետորեն նվազեցնել ընդհանուր ռեժիմի միջամտությունը:

Սովորաբար օգտագործվող շերտավոր կառուցվածքը՝ 4-շերտ տախտակ

Հետևյալը օգտագործում է 4-շերտ տախտակի օրինակ՝ ցույց տալու, թե ինչպես կարելի է օպտիմալացնել տարբեր լամինացված կառույցների դասավորությունը և համադրությունը:

Սովորաբար օգտագործվող 4-շերտ տախտակների համար կան հետևյալ stacking մեթոդները (վերևից ներքև):

(1) Siganl_1 (վերև), GND (Inner_1), POWER (Inner_2), Siganl_2 (ներքև):

(2) Siganl_1 (վերև), POWER (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (ներքև):

(3) POWER (վերև), Siganl_1 (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (ներքև):

Ակնհայտ է, որ 3-րդ տարբերակում բացակայում է ուժային շերտի և գետնի շերտի միջև արդյունավետ զուգավորումը և չպետք է ընդունվի:

Այդ դեպքում ինչպե՞ս պետք է ընտրել 1-ին և 2-րդ տարբերակները:

Նորմալ պայմաններում դիզայներները կընտրեն 1-ին տարբերակը՝ որպես 4-շերտ տախտակի կառուցվածք: Ընտրության պատճառն այն չէ, որ 2-րդ տարբերակը չի կարող ընդունվել, այլ այն, որ ընդհանուր PCB սալիկը միայն բաղադրիչներ է տեղադրում վերին շերտի վրա, ուստի ավելի նպատակահարմար է ընդունել 1-ին տարբերակը:

Բայց երբ բաղադրիչները պետք է տեղադրվեն ինչպես վերին, այնպես էլ ներքևի շերտերում, և ներքին հզորության շերտի և գետնի շերտի միջև դիէլեկտրական հաստությունը մեծ է, իսկ զուգավորումը վատ է, անհրաժեշտ է հաշվի առնել, թե որ շերտն ունի ավելի քիչ ազդանշանային գծեր: Տարբերակ 1-ի համար ներքևի շերտում ավելի քիչ ազդանշանային գծեր կան, և մեծ տարածքի պղնձե թաղանթ կարող է օգտագործվել POWER շերտի հետ միացնելու համար; ընդհակառակը, եթե բաղադրիչները հիմնականում դասավորված են ներքևի շերտի վրա, ապա տախտակը պատրաստելու համար պետք է օգտագործել 2-րդ տարբերակը։

Եթե ​​լամինացված կառուցվածք է ընդունվում, ապա ուժային շերտը և գետնի շերտն արդեն միացված են: Հաշվի առնելով համաչափության պահանջները, ընդհանուր առմամբ ընդունվում է սխեման 1:

6-շերտ տախտակ

4-շերտ տախտակի շերտավորված կառուցվածքի վերլուծությունն ավարտելուց հետո ստորև օգտագործվում է 6-շերտ տախտակի համադրության օրինակ՝ 6-շերտ տախտակի դասավորությունն ու համադրությունը և նախընտրելի մեթոդը ցույց տալու համար:

(1) Siganl_1 (վերև), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), Siganl_3 (Inner_3), հզորություն (Inner_4), Siganl_4 (ներքև):

Լուծում 1-ում օգտագործվում են 4 ազդանշանային շերտեր և 2 ներքին հզորության/հողային շերտեր, ավելի շատ ազդանշանային շերտերով, ինչը նպաստում է բաղադրիչների միջև լարերի աշխատանքին, սակայն այս լուծման թերությունները նույնպես ավելի ակնհայտ են, որոնք դրսևորվում են հետևյալ երկու ասպեկտներով.

① Էլեկտրաէներգիայի հարթությունը և վերգետնյա հարթությունը հեռու են միմյանցից և բավականաչափ զուգակցված չեն:

② Ազդանշանային շերտը Siganl_2 (Inner_2) և Siganl_3 (Inner_3) ուղղակիորեն հարևան են, ուստի ազդանշանի մեկուսացումը լավ չէ, և խաչաձև խոսակցությունը հեշտ է առաջանալ:

(2) Siganl_1 (վերև), Siganl_2 (Inner_1), POWER (Inner_2), GND (Inner_3), Siganl_3 (Inner_4), Siganl_4 (ներքև):

Սխեման 2 Համեմատած սխեմայի 1-ի հետ, ուժային շերտը և հողային հարթությունը լիովին զուգակցված են, ինչը որոշակի առավելություններ ունի սխեմայի 1-ի նկատմամբ, սակայն.

Siganl_1 (վերև) և Siganl_2 (Inner_1) և Siganl_3 (Inner_4) և Siganl_4 (ներքև) ազդանշանային շերտերն ուղղակիորեն հարակից են միմյանց: Ազդանշանի մեկուսացումը լավ չէ, և խոսակցության խնդիրը լուծված չէ:

(3) Siganl_1 (վերև), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), POWER (Inner_3), GND (Inner_4), Siganl_3 (ներքև):

Սխեմա 1-ի և 2-րդ սխեմայի համեմատ, սխեմա 3-ն ունի մեկ ավելի քիչ ազդանշանային շերտ և ևս մեկ ներքին էլեկտրական շերտ: Թեև էլեկտրահաղորդման համար հասանելի շերտերը կրճատվել են, այս սխեման լուծում է 1-ին և սխեմա 2-ի ընդհանուր թերությունները:

① Էլեկտրական հարթությունը և վերգետնյա հարթությունը սերտորեն միացված են:

② Ազդանշանի յուրաքանչյուր շերտ ուղղակիորեն հարում է ներքին էլեկտրական շերտին և արդյունավետորեն մեկուսացված է ազդանշանային այլ շերտերից, և հակազդեցությունը հեշտ չէ առաջանալ:

③ Siganl_2 (Inner_2) հարևան է երկու ներքին էլեկտրական շերտերին՝ GND (Inner_1) և POWER (Inner_3), որոնք կարող են օգտագործվել բարձր արագությամբ ազդանշաններ փոխանցելու համար: Երկու ներքին էլեկտրական շերտերը կարող են արդյունավետ կերպով պաշտպանել արտաքին աշխարհից Siganl_2 (Inner_2) շերտի միջամտությունը և Siganl_2-ից (Inner_2) դեպի արտաքին աշխարհ:

Բոլոր առումներով 3-րդ սխեման ակնհայտորեն ամենաօպտիմալացվածն է: Միևնույն ժամանակ, սխեման 3-ը նաև սովորաբար օգտագործվող լամինացված կառուցվածք է 6-շերտ տախտակների համար: Վերոհիշյալ երկու օրինակների վերլուծության միջոցով ես կարծում եմ, որ ընթերցողը որոշակի պատկերացում ունի կասկադային կառուցվածքի մասին, բայց որոշ դեպքերում որոշակի սխեման չի կարող բավարարել բոլոր պահանջները, ինչը պահանջում է հաշվի առնել տարբեր դիզայնի սկզբունքների առաջնահերթությունը: Ցավոք, այն պատճառով, որ տպատախտակի շերտի ձևավորումը սերտորեն կապված է իրական սխեմայի բնութագրերի հետ, տարբեր սխեմաների հակամիջամտության գործունակությունը և դիզայնի կենտրոնացումը տարբեր են, ուստի իրականում այս սկզբունքները հղման համար սահմանված առաջնահերթություն չունեն: Բայց այն, ինչ հաստատ է, այն է, որ նախագծման սկզբունքը 2 (ներքին ուժային շերտը և գետնի շերտը պետք է սերտորեն զուգակցվեն) նախ և առաջ պետք է պահպանվի նախագծում, և եթե բարձր արագության ազդանշանները պետք է փոխանցվեն միացումում, ապա նախագծման սկզբունքը 3: (գերարագ ազդանշանի փոխանցման շերտը շղթայում) Այն պետք է լինի ազդանշանի միջանկյալ շերտ և տեղադրվի երկու ներքին էլեկտրական շերտերի միջև) պետք է բավարարված լինի:

10-շերտ տախտակ

PCB բնորոշ 10-շերտ տախտակի դիզայն

Հաղորդալարերի ընդհանուր հաջորդականությունը TOP-GND-ազդանշանի շերտ-հոսանքի շերտ-GND-ազդանշանի շերտ-հոսանքի շերտ-ազդանշանի շերտ-GND-BOTTOM

Հաղորդալարերի հաջորդականությունը ինքնին պարտադիր չէ, որ ամրագրված է, բայց կան որոշ չափորոշիչներ և սկզբունքներ, որոնք սահմանափակելու են այն. Օրինակ, վերին և ստորին շերտերի հարակից շերտերը օգտագործում են GND՝ ապահովելու մեկ տախտակի EMC բնութագրերը. Օրինակ, յուրաքանչյուր ազդանշանային շերտ նախընտրելի է օգտագործել GND շերտը որպես հղման հարթություն; ամբողջ մեկ տախտակի մեջ օգտագործվող էներգիայի մատակարարումը նախընտրելիորեն դրված է պղնձի մի ամբողջ կտորի վրա. զգայուն, բարձր արագությամբ և նախընտրում է անցնել ցատկի ներքին շերտով և այլն: