Sadurunge ngrancang PCB multilayer Papan, desainer kudu nemtokake struktur papan sirkuit sing digunakake miturut ukuran sirkuit, ukuran papan sirkuit lan syarat kompatibilitas elektromagnetik (EMC), yaiku, kanggo mutusake nggunakake 4 lapisan, 6 lapisan, utawa lapisan liyane papan sirkuit. . Sawise nemtokake jumlah lapisan, nemtokake panggonan kanggo nyelehake lapisan listrik internal lan cara nyebarake sinyal sing beda ing lapisan kasebut. Iki minangka pilihan saka struktur tumpukan PCB multilayer.

Struktur laminated minangka faktor penting sing mengaruhi kinerja EMC papan PCB, lan uga minangka sarana penting kanggo nyuda gangguan elektromagnetik. Artikel iki pirso isi cocog saka struktur tumpukan Papan PCB multilayer.

Sawise nemtokake jumlah lapisan daya, lemah lan sinyal, susunan relatif kasebut minangka topik sing saben insinyur PCB ora bisa nyingkiri;

Prinsip umum saka susunan lapisan:

1. Kanggo nemtokake struktur laminated saka Papan PCB multilayer, faktor liyane kudu dianggep. Saka perspektif kabel, luwih akeh lapisan, luwih apik kabel kasebut, nanging biaya lan kesulitan manufaktur papan uga bakal tambah. Kanggo manufaktur, apa struktur laminated simetris utawa ora fokus sing kudu mbayar manungsa waé kanggo nalika Papan PCB diprodhuksi, supaya pilihan saka nomer lapisan kudu nimbang kabutuhan kabeh aspèk kanggo entuk imbangan paling apik. Kanggo desainer sing berpengalaman, sawise ngrampungake pra-tata komponen, dheweke bakal fokus ing analisis bottleneck kabel PCB. Gabungke karo alat EDA liyane kanggo njelasno Kapadhetan wiring saka Papan sirkuit; banjur sintesis nomer lan jinis garis sinyal kanthi syarat kabel khusus, kayata garis diferensial, garis sinyal sensitif, lan sapiturute, kanggo nemtokake jumlah lapisan sinyal; banjur miturut jinis sumber daya, isolasi lan anti-gangguan Syarat kanggo nemtokake jumlah lapisan listrik internal. Kanthi cara iki, jumlah lapisan kabeh papan sirkuit dhasar ditemtokake.

2. Ing ngisor permukaan komponen (lapisan kapindho) yaiku bidang lemah, sing nyedhiyakake lapisan pelindung piranti lan bidang referensi kanggo kabel ndhuwur; lapisan sinyal sensitif kudu jejer kanggo lapisan electrical internal (daya internal / lapisan lemah), nggunakake lapisan electrical gedhe film tembaga kanggo nyedhiyani shielding kanggo lapisan sinyal. Lapisan transmisi sinyal kacepetan dhuwur ing sirkuit kudu dadi lapisan penengah sinyal lan diapit ing antarane rong lapisan listrik batin. Kanthi cara iki, film tembaga saka loro lapisan listrik utama bisa nyedhiyani shielding elektromagnetik kanggo transmisi sinyal-kacepetan dhuwur, lan ing wektu sing padha, iku bisa èfèktif matesi radiation saka sinyal-kacepetan dhuwur antarane loro lapisan listrik utama tanpa nyebabake. gangguan njaba.

3. Kabeh lapisan sinyal minangka cedhak karo bidang lemah;

4. Coba supaya loro lapisan sinyal langsung jejer kanggo saben liyane; iku gampang kanggo introduce crosstalk antarane lapisan sinyal jejer, asil ing Gagal fungsi sirkuit. Nambah pesawat lemah antarane loro lapisan sinyal bisa èfèktif ngindhari crosstalk.

5. Sumber daya utama minangka cedhak sabisa kanggo cocog;

6. Njupuk menyang akun simetri saka struktur laminated.

7. Kanggo tata lapisan motherboard, iku angel kanggo motherboard ana kontrol kabel long-distance podo. Kanggo frekuensi operasi tingkat papan ing ndhuwur 50MHZ (waca kahanan ing ngisor 50MHZ, mangga santai kanthi tepat), disaranake ngatur prinsip:

Lumahing komponèn lan lumahing welding minangka bidang lemah lengkap (tameng);Ora ana lapisan wiring podo jejer;Kabeh lapisan sinyal minangka cedhak karo bidang lemah;

Sinyal tombol jejer karo lemah lan ora ngliwati partisi.

Cathetan: Nalika nyetel lapisan PCB tartamtu, prinsip ing ndhuwur kudu dikuasai kanthi fleksibel. Adhedhasar pangerten saka prinsip ndhuwur, miturut syarat nyata saka Papan siji, kayata: apa lapisan wiring tombol, sumber daya, divisi lemah bidang dibutuhake, etc. , Nemtokake noto saka lapisan, lan ora ‘ t mung nyalin bluntly, utawa terus.

8. Multiple grounded lapisan electrical internal bisa èfèktif nyuda impedansi lemah. Contone, lapisan sinyal A lan lapisan sinyal B nggunakake pesawat lemah sing kapisah, sing bisa nyuda gangguan mode umum kanthi efektif.

Struktur lapisan sing umum digunakake: Papan 4-lapisan

Ing ngisor iki nggunakake conto Papan 4-lapisan kanggo ilustrasi carane ngoptimalake noto lan kombinasi saka macem-macem struktur laminated.

Kanggo papan 4-lapisan sing umum digunakake, ana cara tumpukan ing ngisor iki (saka ndhuwur nganti ngisor).

(1) Siganl_1 (Ndhuwur), GND (Batin_1), POWER (Batin_2), Siganl_2 (Ngisor).

(2) Siganl_1 (Ndhuwur), POWER (Batin_1), GND (Batin_2), Siganl_2 (Ngisor).

(3) DAYA (Ndhuwur), Siganl_1 (Batin_1), GND (Batin_2), Siganl_2 (Ngisor).

Temenan, Opsi 3 ora nduweni kopling efektif antarane lapisan daya lan lapisan lemah lan ora kudu diadopsi.

Banjur kepiye pilihan 1 lan 2 kudu dipilih?

Ing kahanan normal, desainer bakal milih opsi 1 minangka struktur papan 4-lapisan. Alesan kanggo pilihan kasebut ora Opsi 2 ora bisa diadopsi, nanging papan PCB umum mung nempatake komponen ing lapisan ndhuwur, saengga luwih cocog kanggo nggunakake Pilihan 1.

Nanging nalika komponen kudu diselehake ing loro lapisan ndhuwur lan ngisor, lan kekandelan dielektrik antarane lapisan daya internal lan lapisan lemah gedhe lan kopling miskin, iku perlu kanggo nimbang kang lapisan wis garis sinyal kurang. Kanggo Pilihan 1, ana garis sinyal kurang ing lapisan ngisor, lan film tembaga area gedhe bisa digunakake kanggo pasangan karo lapisan POWER; ing nalisir, yen komponen utamané disusun ing lapisan ngisor, Pilihan 2 kudu digunakake kanggo nggawe Papan.

Yen struktur laminated diadopsi, lapisan daya lan lapisan lemah wis digandhengake. Ngelingi syarat simetri, skema 1 umume diadopsi.

Papan 6-lapisan

Sawise rampung analisis struktur laminated saka Papan 4-lapisan, ing ngisor iki nggunakake conto kombinasi Papan 6-lapisan kanggo ilustrasi noto lan kombinasi Papan 6-lapisan lan cara preferred.

(1) Siganl_1 (Ndhuwur), GND (Batin_1), Siganl_2 (Batin_2), Siganl_3 (Batin_3), daya (Batin_4), Siganl_4 (Ngisor).

Solusi 1 nggunakake 4 lapisan sinyal lan 2 daya internal / lapisan lemah, karo lapisan sinyal liyane, kang kondusif kanggo karya wiring antarane komponen, nanging cacat solusi iki uga luwih ketok, kang dicethakaké ana ing rong aspèk ing ngisor iki:

① Bidang daya lan bidang lemah jarake adoh, lan ora cukup gandheng.

② Lapisan sinyal Siganl_2 (Inner_2) lan Siganl_3 (Inner_3) langsung jejer, mula isolasi sinyal ora apik lan crosstalk gampang kedadeyan.

(2) Siganl_1 (Ndhuwur), Siganl_2 (Batin_1), POWER (Batin_2), GND (Batin_3), Siganl_3 (Batin_4), Siganl_4 (Ngisor).

Skema 2 Dibandhingake karo skema 1, lapisan daya lan bidang lemah digandhengake kanthi lengkap, sing nduweni kaluwihan tartamtu tinimbang skema 1, nanging

Siganl_1 (Top) lan Siganl_2 (Inner_1) lan Siganl_3 (Inner_4) lan Siganl_4 (Ngisor) lapisan sinyal langsung jejer kanggo saben liyane. Isolasi sinyal ora apik, lan masalah crosstalk ora ditanggulangi.

(3) Siganl_1 (Ndhuwur), GND (Batin_1), Siganl_2 (Batin_2), POWER (Batin_3), GND (Batin_4), Siganl_3 (Ngisor).

Dibandhingake karo Skema 1 lan Skema 2, Skema 3 nduweni siji lapisan sinyal sing kurang lan siji lapisan listrik internal liyane. Sanajan lapisan sing kasedhiya kanggo kabel dikurangi, skema iki ngrampungake cacat umum saka Skema 1 lan Skema 2.

① Bidang daya lan bidang lemah digandheng rapet.

② Saben lapisan sinyal langsung jejer karo lapisan listrik batin, lan kanthi efektif diisolasi saka lapisan sinyal liyane, lan crosstalk ora gampang kedadeyan.

③ Siganl_2 (Inner_2) ana ing jejere rong lapisan listrik batin GND (Inner_1) lan POWER (Inner_3), sing bisa digunakake kanggo ngirim sinyal kacepetan dhuwur. Loro lapisan listrik njero bisa kanthi efektif nglindhungi gangguan saka jagad njaba menyang lapisan Siganl_2 (Inner_2) lan gangguan saka Siganl_2 (Inner_2) menyang jagad njaba.

Ing kabeh aspek, skema 3 temenan sing paling dioptimalake. Ing wektu sing padha, skema 3 uga minangka struktur laminated sing umum digunakake kanggo papan 6-lapisan. Liwat analisis saka rong conto ing ndhuwur, aku pracaya sing maca wis pangerten tartamtu saka struktur cascading, nanging ing sawetara kasus, rencana tartamtu ora bisa ketemu kabeh syarat, kang mbutuhake wawasan saka prioritas saka macem-macem prinsip desain. Sayange, amarga kasunyatan manawa desain lapisan papan sirkuit raket banget karo karakteristik sirkuit nyata, kinerja anti-gangguan lan fokus desain sirkuit beda-beda, mula sejatine prinsip kasebut ora duwe prioritas kanggo referensi. Nanging sing mesthine yaiku prinsip desain 2 (lapisan daya internal lan lapisan lemah kudu digandhengake kanthi rapet) kudu ditemokake dhisik ing desain, lan yen sinyal kacepetan dhuwur kudu dikirim ing sirkuit, banjur prinsip desain 3 (lapisan transmisi sinyal-kacepetan dhuwur ing sirkuit) Sampeyan kudu dadi lapisan penengah sinyal lan sandwiched antarane loro lapisan electrical utama) kudu wareg.

Papan 10-lapisan

Desain papan 10-lapisan khas PCB

Urutan kabel umum yaiku TOP-GND-lapisan sinyal-lapisan daya-GND-lapisan sinyal-lapisan daya-lapisan sinyal-GND-BOTTOM

Urutan wiring dhewe ora kudu tetep, nanging ana sawetara standar lan prinsip kanggo matesi: Contone, lapisan jejer saka lapisan ndhuwur lan lapisan ngisor nggunakake GND kanggo mesthekake karakteristik EMC saka Papan siji; contone,, saben lapisan sinyal luwih nggunakake lapisan GND minangka Plane referensi; sumber daya digunakake ing kabeh Papan siji preferentially glethakaken ing kabèh Piece saka tembaga; rentan, dhuwur-kacepetan, lan disenengi kanggo pindhah sadawane lapisan utama saka mlumpat, etc.