Пред дизајнирање повеќеслојна ПХБ плочката, дизајнерот треба прво да ја одреди структурата на колото што се користи според скалата на колото, големината на плочката и барањата за електромагнетна компатибилност (EMC), односно да одлучи дали да користи 4 слоеви, 6 слоеви или повеќе слоеви на табли. . Откако ќе го одредите бројот на слоеви, одредете каде да ги поставите внатрешните електрични слоеви и како да дистрибуирате различни сигнали на овие слоеви. Ова е изборот на повеќеслојна структура на магацинот на ПХБ.

Ламинираната структура е важен фактор што влијае на перформансите на ЕМС на ПХБ плочите, а исто така е важно средство за сузбивање на електромагнетните пречки. Оваа статија ја воведува релевантната содржина на структурата на повеќеслојната плоча на ПХБ.

По одредувањето на бројот на слоеви на моќност, заземјување и сигнал, релативната поставеност на нив е тема што секој инженер за ПХБ не може да ја избегне;

Општ принцип на распоред на слоеви:

1. За да се одреди ламинираната структура на повеќеслојната ПХБ плоча, треба да се земат предвид повеќе фактори. Од гледна точка на жици, колку повеќе слоеви, толку подобро е жици, но цената и тежината на производството на табла исто така ќе се зголемат. За производителите, дали ламинираната структура е симетрична или не е фокусот на кој треба да се обрне внимание кога се произведуваат ПХБ плочите, така што при изборот на бројот на слоеви треба да се земат предвид потребите од сите аспекти за да се постигне најдобра рамнотежа. За искусни дизајнери, по завршувањето на претходното распоредување на компонентите, тие ќе се фокусираат на анализата на тесното грло на жици на ПХБ. Комбинирајте со други EDA алатки за да ја анализирате густината на жици на плочката; потоа синтетизирајте го бројот и видовите сигнални линии со посебни барања за ожичување, како што се диференцијални линии, чувствителни сигнални линии итн., за да се одреди бројот на слоеви на сигналот; потоа според типот на напојување, изолација и анти-пречки Барањата за одредување на бројот на внатрешните електрични слоеви. На овој начин во основа се одредува бројот на слоеви на целото коло.

2. Дното на површината на компонентата (вториот слој) е рамнината за заземјување, која го обезбедува заштитниот слој на уредот и референтната рамнина за горните жици; чувствителниот сигнален слој треба да биде во непосредна близина на внатрешен електричен слој (внатрешна моќност/слој за заземјување), користејќи го големиот внатрешен електричен слој Бакарна фолија за да обезбеди заштита за сигналниот слој. Слојот за пренос на сигнал со голема брзина во колото треба да биде среден слој на сигнал и сместен помеѓу два внатрешни електрични слоја. На овој начин, бакарниот филм на двата внатрешни електрични слоја може да обезбеди електромагнетна заштита за пренос на сигнал со голема брзина, а во исто време може ефективно да го ограничи зрачењето на сигналот со голема брзина помеѓу двата внатрешни електрични слоја без да предизвика надворешни пречки.

3. Сите сигнални слоеви се што е можно поблиску до рамнината на земјата;

4. Обидете се да избегнете два слоја на сигнал директно еден до друг; лесно е да се воведе вкрстување помеѓу соседните слоеви на сигналот, што резултира со откажување на функцијата на колото. Додавањето рамнина за заземјување помеѓу двата слоја на сигналот може ефективно да избегне прекршување.

5. Главниот извор на енергија е што е можно поблиску до него соодветно;

6. Земете ја предвид симетријата на ламинираната структура.

7. За распоредот на слојот на матичната плоча, на постоечките матични плочи им е тешко да контролираат паралелни жици на долги растојанија. За работна фреквенција на ниво на плоча над 50 MHZ (видете ја ситуацијата под 50 MHZ, ве молиме опуштете се соодветно), се препорачува да се организира принципот:

Површината на компонентата и површината за заварување се целосна рамнина за заземјување (штит);Нема соседни паралелни слоеви на жици;Сите сигнални слоеви се што е можно поблиску до рамнината на заземјувањето;

Клучниот сигнал е во непосредна близина на земјата и не ја преминува партицијата.

Забелешка: При поставување на специфичните слоеви на ПХБ, горните принципи треба флексибилно да се совладаат. Врз основа на разбирањето на горенаведените принципи, според вистинските барања на единечната табла, како на пример: дали е потребен клучен слој за жици, напојување, поделба на рамнината на заземјувањето итн., Определете го распоредот на слоевите и не Само копирајте го безобразно или држете се до него.

8. Повеќекратните заземјени внатрешни електрични слоеви можат ефикасно да ја намалат импедансата на заземјувањето. На пример, слојот на сигналот А и слојот на сигналот Б користат посебни рамнини за заземјување, што може ефективно да ги намали пречките во заедничкиот режим.

Најчесто користена слоевита структура: 4-слојна табла

Следното користи пример на 4-слојна плоча за да илустрира како да се оптимизира распоредот и комбинацијата на различни ламинирани структури.

За најчесто користените 4-слојни табли, постојат следниве методи на редење (од врвот до дното).

(1) Siganl_1 (горе), GND (Внатрешно_1), POWER (Внатрешно_2), Siganl_2 (Долно).

(2) Siganl_1 (горе), POWER (Внатрешно_1), GND (Внатрешно_2), Siganl_2 (Долно).

(3) POWER (горе), Siganl_1 (Внатрешно_1), GND (Внатрешно_2), Siganl_2 (Долно).

Очигледно, на опцијата 3 ѝ недостига ефективно спојување помеѓу слојот за моќност и слојот за земја и не треба да се усвои.

Тогаш, како треба да се изберат опциите 1 и 2?

Во нормални околности, дизајнерите ќе ја изберат опцијата 1 како структура на таблата со 4 слоеви. Причината за изборот не е тоа што опцијата 2 не може да се усвои, туку што општата плоча на ПХБ ги поставува компонентите само на горниот слој, па затоа е посоодветно да се усвои опцијата 1.

Но, кога компонентите треба да се постават и на горниот и на долниот слој, а дебелината на диелектрикот помеѓу внатрешниот слој на моќност и заземјниот слој е голема и спојката е слаба, неопходно е да се разгледа кој слој има помалку сигнални линии. За Опција 1, има помалку сигнални линии на долниот слој, а бакарен филм со голема површина може да се користи за спојување со слојот POWER; напротив, ако компонентите се главно наредени на долниот слој, опцијата 2 треба да се користи за изработка на таблата.

Ако се усвои ламинирана структура, слојот за моќност и слојот за земја се веќе споени. Имајќи ги предвид барањата за симетрија, шемата 1 е генерално усвоена.

6-слојна табла

По завршувањето на анализата на ламинираната структура на таблата со 4 слоја, следново користи пример за комбинација на табла со 6 слоеви за да го илустрира распоредот и комбинацијата на таблата со 6 слоеви и преферираниот метод.

(1) Siganl_1 (горе), GND (Внатрешно_1), Siganl_2 (Внатрешно_2), Siganl_3 (Внатрешно_3), моќност (Внатрешно_4), Siganl_4 (Долно).

Решението 1 користи 4 слоеви на сигнали и 2 внатрешни слоеви на моќ/земјување, со повеќе слоеви на сигнали, што е погодно за работата на жици помеѓу компонентите, но дефектите на ова решение се исто така поочигледни, кои се манифестираат во следните два аспекта:

① Моќната рамнина и рамнината на земјата се оддалечени една од друга и не се доволно споени.

② Слојот на сигналот Siganl_2 (Inner_2) и Siganl_3 (Inner_3) се директно соседни, така што изолацијата на сигналот не е добра и лесно може да се појави вкрстување.

(2) Siganl_1 (горе), Siganl_2 (Внатрешно_1), POWER (Внатрешно_2), GND (Внатрешно_3), Siganl_3 (Внатрешно_4), Siganl_4 (Долно).

Шема 2 Во споредба со шемата 1, слојот на моќност и рамнината на земјата се целосно споени, што има одредени предности во однос на шемата 1, но

Сигналните слоеви Siganl_1 (Горно) и Siganl_2 (Inner_1) и Siganl_3 (Inner_4) и Siganl_4 (Долно) се директно соседни еден до друг. Изолацијата на сигналот не е добра, а проблемот со разговорот не е решен.

(3) Siganl_1 (горе), GND (Внатрешно_1), Siganl_2 (Внатрешно_2), POWER (Внатрешно_3), GND (Внатрешно_4), Siganl_3 (Долно).

Во споредба со Шемата 1 и Шемата 2, Шемата 3 има еден слој сигнал помалку и еден внатрешен електричен слој повеќе. Иако слоевите достапни за жици се намалени, оваа шема ги решава вообичаените дефекти на Шемата 1 и Шемата 2.

① Енергетската рамнина и рамнината на земјата се цврсто споени.

② Секој слој на сигналот е директно во непосредна близина на внатрешниот електричен слој и е ефективно изолиран од другите слоеви на сигналот, а не е лесно да се случи разговор.

③ Siganl_2 (Inner_2) е во непосредна близина на двата внатрешни електрични слоја GND (Inner_1) и POWER (Inner_3), кои може да се користат за пренос на сигнали со голема брзина. Двата внатрешни електрични слоја можат ефективно да ги заштитат пречките од надворешниот свет до слојот Siganl_2 (Inner_2) и пречките од Siganl_2 (Inner_2) кон надворешниот свет.

Во сите аспекти, шемата 3 е очигледно најоптимизираната. Во исто време, шемата 3 е исто така најчесто користена ламинирана структура за 6-слојни плочи. Преку анализата на горенаведените два примера, верувам дека читателот има одредено разбирање за каскадната структура, но во некои случаи, одредена шема не може да ги исполни сите барања, што бара разгледување на приоритетот на различни принципи на дизајнирање. За жал, поради фактот што дизајнот на слојот на плочката на колото е тесно поврзан со карактеристиките на вистинското коло, перформансите против пречки и дизајнерскиот фокус на различни кола се различни, така што всушност овие принципи немаат одреден приоритет за референца. Но, она што е сигурно е дека принципот на дизајнирање 2 (внатрешниот енергетски слој и заземјниот слој треба да бидат цврсто споени) прво треба да се исполни во дизајнот, и ако треба да се пренесат сигнали со голема брзина во колото, тогаш принципот на дизајнирање 3 (слој за пренос на сигнал со голема брзина во колото) Треба да биде меѓу слојот на сигналот и сместен помеѓу два внатрешни електрични слоја) мора да биде задоволен.

10-слојна табла

ПХБ типичен дизајн на 10-слојна плоча

Општата низа на жици е TOP–GND — слој на сигнал — слој на моќ — GND — слој на сигнал — слој на моќ — слој на сигнал — GND — BOTTOM

Самата низа на жици не е нужно фиксирана, но има некои стандарди и принципи за да се ограничи: На пример, соседните слоеви на горниот слој и долниот слој користат GND за да ги обезбедат EMC карактеристиките на едната плоча; на пример, секој слој на сигнал по можност го користи слојот GND како референтна рамнина; напојувањето што се користи во целата единечна плоча е преферирано поставено на цело парче бакар; чувствителен, брз и претпочитан да оди по внатрешниот слој на скокот, итн.