Дизайн хийхээс өмнө олон давхаргат ПХБ Загвар зохион бүтээгч эхлээд хэлхээний масштаб, хэлхээний самбарын хэмжээ, цахилгаан соронзон нийцтэй байдлын (EMC) шаардлагын дагуу ашигласан хэлхээний хавтангийн бүтцийг тодорхойлох, өөрөөр хэлбэл 4 давхарга, 6 давхарга эсвэл илүү олон давхар хэлхээний самбар ашиглах эсэхээ шийдэх хэрэгтэй. . Давхаргын тоог тодорхойлсны дараа дотоод цахилгаан давхаргыг хаана байрлуулах, эдгээр давхрагад янз бүрийн дохиог хэрхэн хуваарилахыг тодорхойлно. Энэ бол олон давхаргат ПХБ стекийн бүтцийн сонголт юм.

Давхардсан бүтэц нь ПХБ хавтангийн EMC гүйцэтгэлд нөлөөлдөг чухал хүчин зүйл бөгөөд цахилгаан соронзон интерференцийг дарах чухал хэрэгсэл юм. Энэ нийтлэлд олон давхаргат ПХБ хавтангийн стекийн бүтцийн холбогдох агуулгыг танилцуулж байна.

Эрчим хүч, газар ба дохионы давхаргын тоог тодорхойлсны дараа тэдгээрийн харьцангуй зохион байгуулалт нь ПХБ-ийн инженер бүрээс зайлсхийх боломжгүй сэдэв юм;

Давхаргыг байрлуулах ерөнхий зарчим:

1. Олон давхаргат ПХБ хавтангийн давхарласан бүтцийг тодорхойлохын тулд илүү олон хүчин зүйлийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Утасны шугамын үүднээс авч үзвэл, илүү олон давхарга байх тусам утас нь илүү сайн байх болно, гэхдээ хавтангийн үйлдвэрлэлийн өртөг, хүндрэл нэмэгдэх болно. Үйлдвэрлэгчдийн хувьд ламинатан бүтэц нь тэгш хэмтэй эсэхээс үл хамааран ПХБ хавтанг үйлдвэрлэхэд анхаарах ёстой асуудал тул давхаргын тоог сонгохдоо хамгийн сайн тэнцвэрт байдалд хүрэхийн тулд бүх талын хэрэгцээг харгалзан үзэх шаардлагатай. Туршлагатай дизайнеруудын хувьд эд ангиудын урьдчилсан төлөвлөлтийг хийж дууссаны дараа тэд ПХБ-ийн утаснуудын саатлыг шинжлэхэд анхаарлаа хандуулах болно. Хэлхээний самбарын утаснуудын нягтыг шинжлэхийн тулд бусад EDA хэрэгслүүдтэй хослуулах; дараа нь дифференциал шугам, мэдрэмтгий дохионы шугам гэх мэт тусгай утас тавих шаардлага бүхий дохионы шугамын тоо, төрлийг нэгтгэж, дохионы давхаргын тоог тодорхойлох; дараа нь цахилгаан хангамжийн төрлөөр тусгаарлах ба хөндлөнгийн нөлөөллөөс хамгаалах дотоод цахилгааны давхаргын тоог тодорхойлох шаардлага. Ийм байдлаар бүхэл бүтэн хэлхээний хавтангийн давхаргын тоог үндсэндээ тодорхойлно.

2. The bottom of the component surface (the second layer) is the ground plane, which provides the device shielding layer and the reference plane for the top wiring; the sensitive signal layer should be adjacent to an internal electrical layer (internal power/ground layer), using the large internal electrical layer Copper film to provide shielding for the signal layer. The high-speed signal transmission layer in the circuit should be a signal intermediate layer and sandwiched between two inner electrical layers. In this way, the copper film of the two inner electric layers can provide electromagnetic shielding for high-speed signal transmission, and at the same time, it can effectively limit the radiation of the high-speed signal between the two inner electric layers without causing external interference.

3. Бүх дохионы давхаргууд нь газрын хавтгайд аль болох ойр байх;

4. Бие биетэйгээ шууд зэргэлдээ орших хоёр дохионы давхаргаас зайлсхийхийг хичээ; зэргэлдээх дохионы давхаргуудын хооронд хөндлөн холбоо тогтооход хялбар бөгөөд энэ нь хэлхээний функцийг доголдуулдаг. Хоёр дохионы давхаргын хооронд газрын хавтгайг нэмэх нь хөндлөн огтлолцохоос үр дүнтэй зайлсхийх боломжтой.

5. Үндсэн тэжээлийн эх үүсвэр нь түүнд аль болох ойр байх;

6. Давхардсан бүтцийн тэгш хэмийг харгалзан үзэх.

7. Эх хавтангийн давхаргын байршлын хувьд одоо байгаа эх хавтангууд нь зэрэгцээ холын зайн утсыг удирдахад хэцүү байдаг. ТУЗ-ийн түвшний 50МГц-ээс дээш ажиллах давтамжийн хувьд (50МГц-ээс доош нөхцөл байдлыг харна уу, зохих ёсоор тайвширна уу) дараах зарчмыг зохион байгуулахыг зөвлөж байна.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн гадаргуу ба гагнуурын гадаргуу нь бүхэлдээ газрын хавтгай (бамбай); Зэргэлдээх зэрэгцээ утаснуудын давхарга байхгүй; Бүх дохионы давхаргууд нь газрын хавтгайд аль болох ойр байх;

Түлхүүр дохио нь газартай зэргэлдээх бөгөөд хуваалтыг хөндлөн огтолдоггүй.

Тайлбар: ПХБ-ийн тодорхой давхаргыг тохируулахдаа дээрх зарчмуудыг уян хатан байдлаар эзэмшсэн байх ёстой. Дээрх зарчмуудын ойлголтыг үндэслэн нэг самбарт тавигдах бодит шаардлагын дагуу, тухайлбал: гол утас давхарга, цахилгаан хангамж, газрын хавтгайд хуваагдах шаардлагатай эсэх гэх мэт. , Давхаргын зохион байгуулалтыг тодорхойлж, хийх. t зүгээр л шулуухан хуулж эсвэл барь.

8. Олон тооны газардуулгатай дотоод цахилгаан давхаргууд нь газрын эсэргүүцлийг үр дүнтэй бууруулж чадна. Жишээлбэл, А дохионы давхарга болон В дохионы давхарга нь тусдаа газрын хавтгайг ашигладаг бөгөөд энэ нь нийтлэг горимын хөндлөнгийн оролцоог үр дүнтэй бууруулж чаддаг.

Түгээмэл хэрэглэгддэг давхарга бүтэц: 4 давхар хавтан

Доорх нь янз бүрийн ламинатан байгууламжийн зохион байгуулалт, хослолыг хэрхэн оновчтой болгохыг харуулахын тулд 4 давхар хавтангийн жишээг ашигласан болно.

Түгээмэл хэрэглэгддэг 4 давхар хавтангийн хувьд дараах овоолох аргууд (дээрээс доош) байдаг.

(1) Siganl_1 (дээд), GND (Дотоод_1), POWER (Дотоод_2), Siganl_2 (доод).

(2) Siganl_1 (дээд), POWER (Дотоод_1), GND (Дотоод_2), Siganl_2 (доод).

(3) POWER (Top), Siganl_1 (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Bottom).

Мэдээжийн хэрэг, 3-р хувилбарт цахилгаан давхарга ба газрын давхаргын хооронд үр дүнтэй холболт байхгүй тул үүнийг ашиглах ёсгүй.

Тэгвэл 1 ба 2-р хувилбарыг хэрхэн сонгох вэ?

Under normal circumstances, designers will choose option 1 as the structure of the 4-layer board. The reason for the choice is not that Option 2 cannot be adopted, but that the general PCB board only places components on the top layer, so it is more appropriate to adopt Option 1.

Гэхдээ дээд ба доод давхаргын аль алинд нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг байрлуулах шаардлагатай бол дотоод цахилгаан давхарга ба газрын давхаргын хоорондох диэлектрикийн зузаан их, холболт муу байвал аль давхаргад дохионы шугам бага байгааг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Сонголт 1-ийн хувьд доод давхарга дээр цөөн тооны дохионы шугам байдаг бөгөөд POWER давхаргатай холбохын тулд том талбай бүхий зэс хальсыг ашиглаж болно; эсрэгээр, хэрэв бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг голчлон доод давхаргад байрлуулсан бол хавтанг хийхэд 2-р хувилбарыг ашиглана.

Хэрэв ламинатан бүтэцтэй бол цахилгаан давхарга болон газрын давхарга аль хэдийн холбогдсон байна. Тэгш хэмийн шаардлагыг харгалзан 1-р схемийг ерөнхийд нь авдаг.

6 давхар самбар

4 давхаргат хавтангийн давхарласан бүтцийн шинжилгээг хийж дууссаны дараа 6 давхар хавтангийн зохион байгуулалт, хослолыг харуулахын тулд 6 давхар хавтангийн хослолын жишээг ашиглан илүү тохиромжтой аргыг үзүүлэв.

(1) Siganl_1 (Дээш), GND (Дотоод_1), Сиганл_2 (Дотоод_2), Сиганл_3 (Дотоод_3), хүч (Дотоод_4), Сиганл_4 (Доод).

Шийдэл 1 нь 4 дохионы давхарга, 2 дотоод цахилгаан/газрын давхаргыг ашигладаг бөгөөд илүү олон дохионы давхаргууд нь эд ангиудын хоорондох утсыг холбох ажилд тустай боловч энэ шийдлийн согогууд нь илүү тодорхой бөгөөд эдгээр нь дараах хоёр зүйлээр илэрдэг.

① Эрчим хүчний онгоц ба газрын хавтгай бие биенээсээ хол зайд байрладаг бөгөөд тэдгээр нь хангалттай холбоогүй байна.

② Сиганл_2 (Дотоод_2) болон Сиганл_3 (Дотоод_3) дохионы давхарга нь шууд зэргэлдээ байдаг тул дохионы тусгаарлалт сайн биш, харилцан яриа үүсэхэд хялбар байдаг.

(2) Siganl_1 (Дээш), Siganl_2 (Дотоод_1), POWER (Дотоод_2), GND (Дотоод_3), Siganl_3 (Дотоод_4), Сиганл_4 (Доод).

2-р схем 1-р схемтэй харьцуулахад эрчим хүчний давхарга ба газрын хавтгай нь бүрэн холбогдсон бөгөөд энэ нь схем 1-ээс тодорхой давуу талтай боловч

Siganl_1 (Дээш) ба Siganl_2 (Дотоод_1) ба Сиганл_3 (Дотоод_4) ба Сиганл_4 (Доод) дохионы давхаргууд хоорондоо шууд зэргэлдээ оршдог. Дохио тусгаарлалт сайн биш, харилцан ярианы асуудал шийдэгдээгүй байна.

(3) Siganl_1 (дээд), GND (Дотоод_1), Сиганл_2 (Дотоод_2), POWER (Дотоод_3), GND (Дотоод_4), Siganl_3 (доод).

Схем 1 ба 2-р схемтэй харьцуулахад 3-р схем нь нэг дохионы давхарга бага, нэг дотоод цахилгаан давхаргатай байна. Хэдийгээр утас тавих боломжтой давхаргууд багассан ч энэ схем нь 1-р схем ба 2-р схемийн нийтлэг согогийг шийддэг.

① Эрчим хүчний онгоц болон газрын хавтгай нь нягт холбогдсон байна.

② Дохионы давхарга бүр нь дотоод цахилгаан давхаргатай шууд зэргэлдээ байдаг ба бусад дохионы давхаргаас үр дүнтэй тусгаарлагдсан байдаг ба хөндлөн огтлолцол үүсэх нь тийм ч хялбар биш юм.

③ Siganl_2 (Inner_2) нь GND (Inner_1) ба POWER (Inner_3) гэсэн хоёр дотоод цахилгаан давхаргын хажууд байрладаг бөгөөд өндөр хурдны дохиог дамжуулахад ашиглаж болно. Хоёр дотоод цахилгаан давхарга нь гадаад ертөнцөөс Siganl_2 (Inner_2) давхарга болон Siganl_2 (Inner_2) нь гадаад ертөнц рүү чиглэсэн хөндлөнгийн оролцоог үр дүнтэй хамгаалж чаддаг.

Бүх талаараа 3-р схем нь мэдээжийн хэрэг хамгийн оновчтой хувилбар юм. Үүний зэрэгцээ 3-р схем нь 6 давхар хавтангийн хувьд түгээмэл хэрэглэгддэг ламинатан бүтэц юм. Дээрх хоёр жишээнд дүн шинжилгээ хийснээр уншигчид каскадын бүтцийн талаар тодорхой ойлголттой байдаг гэж би үзэж байгаа боловч зарим тохиолдолд тодорхой схем нь бүх шаардлагыг хангаж чадахгүй тул дизайны янз бүрийн зарчмуудын тэргүүлэх чиглэлийг авч үзэх шаардлагатай. Харамсалтай нь хэлхээний хавтангийн давхаргын загвар нь бодит хэлхээний шинж чанаруудтай нягт холбоотой байдаг тул янз бүрийн хэлхээний хөндлөнгийн оролцооны эсрэг гүйцэтгэл, дизайны фокус нь өөр өөр байдаг тул үнэн хэрэгтээ эдгээр зарчмууд нь лавлагааны тэргүүлэх ач холбогдолгүй байдаг. Гэхдээ тодорхой зүйл бол дизайны 2-р зарчмыг (дотоод цахилгаан давхарга ба газрын давхарга нь нягт уялдаатай байх ёстой) зураг төсөлд хамгийн түрүүнд дагаж мөрдөх шаардлагатай бөгөөд хэрэв хэлхээнд өндөр хурдны дохиог дамжуулах шаардлагатай бол дизайны 3-р зарчим. (хэлхээнд дохио дамжуулах өндөр хурдны давхарга) Энэ нь дохионы завсрын давхарга байх ёстой бөгөөд хоёр дотоод цахилгаан давхаргын хооронд хавчуулагдсан байх ёстой) хангагдсан байх ёстой.

10 давхар самбар

ПХБ-ийн ердийн 10 давхар хавтангийн загвар

Цахилгааны холболтын ерөнхий дараалал нь TOP-GND-дохионы давхарга-цахилгаан давхарга-GND-дохионы давхарга-эрчим хүчний давхарга-дохионы давхарга-GND-ДОО.

Утасны дараалал нь өөрөө заавал тогтмол байх албагүй, гэхдээ үүнийг хязгаарлах зарим стандарт, зарчмууд байдаг: Жишээлбэл, дээд давхарга ба доод давхаргын зэргэлдээх давхаргууд нь нэг хавтангийн EMC шинж чанарыг хангахын тулд GND-ийг ашигладаг; жишээлбэл, дохионы давхарга бүр GND давхаргыг лавлагаа хавтгай болгон ашиглах нь дээр; бүхэл бүтэн нэг самбарт ашигладаг цахилгаан хангамжийг бүхэл бүтэн зэс дээр байрлуулах нь дээр; мэдрэмтгий, өндөр хурдтай, үсрэлтийн дотоод давхаргын дагуу явахыг илүүд үздэг гэх мэт.