डिजाइन गर्नु अघि multilayer पीसीबी बोर्ड, डिजाइनरले पहिले सर्किट स्केल, सर्किट बोर्ड साइज र इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक कम्प्याटिबिलिटी (EMC) आवश्यकताहरू अनुसार प्रयोग गरिएको सर्किट बोर्ड संरचना निर्धारण गर्न आवश्यक छ, अर्थात्, सर्किट बोर्डहरूको 4 तह, 6 तह वा थप तहहरू प्रयोग गर्ने कि नगर्ने निर्णय गर्न। । तहहरूको संख्या निर्धारण गरेपछि, आन्तरिक विद्युतीय तहहरू कहाँ राख्ने र यी तहहरूमा विभिन्न सङ्केतहरू कसरी वितरण गर्ने भनेर निर्धारण गर्नुहोस्। यो multilayer PCB स्ट्याक संरचना को छनोट हो।

टुक्रा टुक्रा संरचना एक महत्वपूर्ण कारक हो जसले PCB बोर्डहरूको EMC प्रदर्शनलाई असर गर्छ, र यो विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेपलाई दबाउनको लागि एक महत्त्वपूर्ण माध्यम पनि हो। यस लेखले बहु-तह पीसीबी बोर्ड स्ट्याक संरचनाको सान्दर्भिक सामग्री परिचय गराउँछ।

पावर, ग्राउन्ड र सिग्नल तहहरूको संख्या निर्धारण गरेपछि, तिनीहरूको सापेक्ष व्यवस्था एउटा विषय हो जुन प्रत्येक पीसीबी इन्जिनियरले बेवास्ता गर्न सक्दैन;

तह व्यवस्था को सामान्य सिद्धान्त:

1. बहु-तह पीसीबी बोर्डको टुक्रा टुक्रा संरचना निर्धारण गर्न, थप कारकहरू विचार गर्न आवश्यक छ। तारहरूको परिप्रेक्ष्यमा, जति धेरै तहहरू, उति राम्रो तारहरू, तर बोर्ड निर्माणको लागत र कठिनाइ पनि बढ्नेछ। निर्माताहरूका लागि, टुक्रा टुक्रा संरचना सममित छ वा होइन भन्ने कुरामा ध्यान दिनु आवश्यक छ जब PCB बोर्डहरू निर्माण गरिन्छ, त्यसैले तहहरूको संख्याको छनोटले सबै पक्षहरूको आवश्यकतालाई विचार गर्न आवश्यक छ उत्तम सन्तुलन प्राप्त गर्न। अनुभवी डिजाइनरहरूको लागि, कम्पोनेन्टहरूको पूर्व-लेआउट पूरा गरेपछि, तिनीहरूले PCB तारिङ अवरोधको विश्लेषणमा ध्यान केन्द्रित गर्नेछन्। सर्किट बोर्डको तारिङ घनत्व विश्लेषण गर्न अन्य EDA उपकरणहरूसँग संयोजन गर्नुहोस्; त्यसपछि सङ्केत तहहरूको सङ्ख्या निर्धारण गर्न विशेष तारिङ आवश्यकताहरू, जस्तै भिन्नता रेखाहरू, संवेदनशील सङ्केत रेखाहरू, इत्यादिका साथ सङ्केत रेखाहरूको सङ्ख्या र प्रकारहरू संश्लेषण गर्नुहोस्; त्यसपछि बिजुली आपूर्ति, अलगाव र विरोधी हस्तक्षेप को प्रकार अनुसार आन्तरिक विद्युत तहहरूको संख्या निर्धारण गर्न आवश्यकताहरू। यस तरीकाले, सम्पूर्ण सर्किट बोर्डको तहहरूको संख्या मूल रूपमा निर्धारण गरिन्छ।

2. कम्पोनेन्ट सतहको तल्लो भाग (दोस्रो तह) ग्राउन्ड प्लेन हो, जसले यन्त्रलाई ढाल्ने तह र शीर्ष तारहरूको लागि सन्दर्भ विमान प्रदान गर्दछ; संवेदनशील संकेत तह आन्तरिक विद्युतीय तह (आन्तरिक शक्ति/भूमि तह) सँग जोडिएको हुनुपर्छ, ठूलो आन्तरिक विद्युतीय तह कपर फिल्म प्रयोग गरेर सिग्नल तहको लागि सुरक्षा प्रदान गर्न। सर्किटमा हाई-स्पीड सिग्नल ट्रान्समिशन लेयर सिग्नल मध्यवर्ती तह हुनुपर्छ र दुई भित्री बिजुली तहहरू बीच स्यान्डविच गरिएको हुनुपर्छ। यसरी, दुई भित्री बिजुली तहहरूको तामाको फिल्मले उच्च-गति सिग्नल प्रसारणको लागि विद्युत चुम्बकीय ढाल प्रदान गर्न सक्छ, र एकै समयमा, यसले प्रभावकारी रूपमा दुई भित्री विद्युतीय तहहरू बीचको उच्च-गति संकेतको विकिरणलाई बिना कारण सीमित गर्न सक्छ। बाह्य हस्तक्षेप।

3. सबै सिग्नल तहहरू जमिनको समतलसँग सकेसम्म नजिक छन्;

4. सिधै एक अर्काको छेउमा दुई संकेत तहहरूबाट बच्न प्रयास गर्नुहोस्; यो छेउछाउको संकेत तहहरू बीच क्रसस्टक परिचय गर्न सजिलो छ, सर्किट प्रकार्य विफलताको परिणामस्वरूप। दुई संकेत तहहरू बीचको ग्राउन्ड प्लेन थप्दा प्रभावकारी रूपमा क्रसस्टकबाट बच्न सकिन्छ।

5. मुख्य पावर स्रोत सम्भव भएसम्म नजिक छ।

6. लेमिनेटेड संरचनाको सममिततालाई ध्यानमा राख्नुहोस्।

7. मदरबोर्डको तह लेआउटको लागि, अवस्थित मदरबोर्डहरूलाई समानान्तर लामो दूरीको तारहरू नियन्त्रण गर्न गाह्रो छ। 50MHZ माथिको बोर्ड-स्तर सञ्चालन आवृत्तिको लागि (50MHZ तलको अवस्थालाई सन्दर्भ गर्नुहोस्, कृपया उचित रूपमा आराम गर्नुहोस्), यो सिद्धान्तलाई व्यवस्थित गर्न सिफारिस गरिन्छ:

कम्पोनेन्ट सतह र वेल्डिङ सतह पूर्ण ग्राउन्ड प्लेन (ढाल) हो; कुनै पनि छेउछाउको समानान्तर तारिङ तहहरू छैनन्;सबै संकेत तहहरू जमिनको विमानसँग सम्भव भएसम्म नजिक छन्;

कुञ्जी संकेत जमिनको छेउमा छ र विभाजन पार गर्दैन।

नोट: विशिष्ट PCB तहहरू सेटअप गर्दा, माथिका सिद्धान्तहरू लचिलो रूपमा महारत हुनुपर्छ। माथिका सिद्धान्तहरूको बुझाइको आधारमा, एकल बोर्डको वास्तविक आवश्यकताहरू अनुसार, जस्तै: कुञ्जी तारिङ तह, बिजुली आपूर्ति, ग्राउन्ड प्लेन डिभिजन आवश्यक छ कि छैन, आदि। , तहहरूको व्यवस्था निर्धारण गर्नुहोस्, र ‘। यसलाई स्पष्ट रूपमा प्रतिलिपि नगर्नुहोस्, वा यसलाई समात्नुहोस्।

8. बहु ग्राउन्ड गरिएको आन्तरिक विद्युतीय तहहरूले प्रभावकारी रूपमा ग्राउन्ड प्रतिबाधा कम गर्न सक्छ। उदाहरणका लागि, A सिग्नल तह र B सिग्नल तहले फरक ग्राउन्ड प्लेनहरू प्रयोग गर्दछ, जसले प्रभावकारी रूपमा सामान्य मोड हस्तक्षेपलाई कम गर्न सक्छ।

सामान्यतया प्रयोग गरिएको स्तरित संरचना: 4-तह बोर्ड

निम्न लेमिनेटेड संरचनाहरूको व्यवस्था र संयोजनलाई कसरी अनुकूलन गर्ने भनेर वर्णन गर्न 4-तह बोर्डको उदाहरण प्रयोग गर्दछ।

सामान्यतया प्रयोग हुने ४-तह बोर्डहरूको लागि, त्यहाँ निम्न स्ट्याकिंग विधिहरू छन् (माथिदेखि तलसम्म)।

(१) Siganl_1 (शीर्ष), GND (Inner_1), POWER (Inner_1), Siganl_2 (तल)।

(२) Siganl_2 (शीर्ष), POWER (Inner_1), GND (Inner_1), Siganl_2 (तल)।

(३) POWER (शीर्ष), Siganl_3 (Inner_1), GND (Inner_1), Siganl_2 (तल)।

जाहिर छ, विकल्प 3 मा पावर लेयर र ग्राउन्ड लेयर बीचको प्रभावकारी युग्मनको कमी छ र यसलाई अपनाउनु हुँदैन।

त्यसोभए विकल्प १ र २ कसरी चयन गर्ने?

सामान्य परिस्थितिमा, डिजाइनरहरूले 1-लेयर बोर्डको संरचनाको रूपमा विकल्प 4 छनौट गर्नेछन्। छनोटको कारण यो होइन कि विकल्प 2 लाई अपनाउन सकिँदैन, तर सामान्य PCB बोर्डले माथिल्लो तहमा मात्र कम्पोनेन्टहरू राख्छ, त्यसैले यो विकल्प 1 लाई अपनाउनु बढी उपयुक्त हुन्छ।

तर जब कम्पोनेन्टहरू माथि र तल दुबै तहहरूमा राख्न आवश्यक छ, र आन्तरिक पावर तह र ग्राउन्ड तह बीचको डाइलेक्ट्रिक मोटाई ठूलो छ र युग्मन कमजोर छ, कुन तहमा कम सिग्नल लाइनहरू छन् भनेर विचार गर्न आवश्यक छ। विकल्प १ को लागि, तलको तहमा कम सिग्नल लाइनहरू छन्, र ठूलो-क्षेत्रको तामाको फिल्मलाई POWER लेयरसँग जोड्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसको विपरित, यदि कम्पोनेन्टहरू मुख्यतया तल्लो तहमा व्यवस्थित छन् भने, विकल्प 1 बोर्ड बनाउन प्रयोग गर्नुपर्छ।

यदि लेमिनेटेड संरचना अपनाइयो भने, पावर लेयर र ग्राउन्ड लेयर पहिले नै जोडिएको छ। सममितिको आवश्यकताहरूलाई ध्यानमा राख्दै, योजना 1 सामान्यतया अपनाइन्छ।

6-तह बोर्ड

4-तह बोर्डको लेमिनेटेड संरचनाको विश्लेषण पूरा गरेपछि, निम्नले 6-तह बोर्ड संयोजन र 6-तह बोर्ड र मनपर्ने विधिको व्यवस्था र संयोजन चित्रण गर्नको लागि XNUMX-तह बोर्ड संयोजनको उदाहरण प्रयोग गर्दछ।

(१) Siganl_1 (शीर्ष), GND (Inner_1), Siganl_1 (Inner_2), Siganl_2 (Inner_3), पावर (Inner_3), Siganl_4 (तल)।

समाधान 1 ले 4 सिग्नल तहहरू र 2 आन्तरिक पावर/ग्राउन्ड तहहरू प्रयोग गर्दछ, थप सिग्नल तहहरू, जुन कम्पोनेन्टहरू बीचको तारिङ कार्यको लागि अनुकूल छ, तर यस समाधानका दोषहरू पनि थप स्पष्ट छन्, जुन निम्न दुई पक्षहरूमा प्रकट हुन्छन्:

① पावर प्लेन र ग्राउन्ड प्लेन धेरै टाढा छन्, र तिनीहरू पर्याप्त रूपमा जोडिएका छैनन्।

② सिग्नल तह Siganl_2 (Inner_2) र Siganl_3 (Inner_3) सिधै छेउछाउमा छन्, त्यसैले सिग्नल आइसोलेसन राम्रो छैन र crosstalk हुन सजिलो छ।

(२) Siganl_2 (शीर्ष), Siganl_1 (Inner_2), POWER (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_3 (Inner_3), Siganl_4 (तल)।

योजना 2 योजना 1 को तुलनामा, पावर लेयर र ग्राउन्ड प्लेन पूर्ण रूपमा जोडिएका छन्, जसको योजना 1 मा निश्चित फाइदाहरू छन्, तर

Siganl_1 (शीर्ष) र Siganl_2 (Inner_1) र Siganl_3 (Inner_4) र Siganl_4 (तल) सिग्नल तहहरू एक अर्कासँग सीधा छेउमा छन्। संकेत अलगाव राम्रो छैन, र crosstalk को समस्या हल छैन।

(३) Siganl_3 (शीर्ष), GND (Inner_1), Siganl_1 (Inner_2), POWER (Inner_2), GND (Inner_3), Siganl_4 (तल)।

योजना 1 र योजना 2 को तुलनामा, योजना 3 मा एउटा कम सिग्नल तह र अर्को आन्तरिक विद्युतीय तह छ। यद्यपि तारहरूका लागि उपलब्ध तहहरू कम गरिएका छन्, यो योजनाले योजना 1 र योजना 2 को साझा त्रुटिहरू समाधान गर्दछ।

① पावर प्लेन र ग्राउन्ड प्लेन कडा रूपमा जोडिएका छन्।

② प्रत्येक सिग्नल तह सिधै भित्री बिजुली तहको छेउमा छ, र प्रभावकारी रूपमा अन्य सिग्नल तहहरूबाट अलग गरिएको छ, र क्रसस्टक हुन सजिलो छैन।

③ Siganl_2 (Inner_2) दुई भित्री विद्युतीय तहहरू GND (Inner_1) र POWER (Inner_3) सँग जोडिएको छ, जुन उच्च-गति संकेतहरू प्रसारण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। दुई भित्री विद्युतीय तहहरूले प्रभावकारी रूपमा बाहिरी संसारबाट Siganl_2 (Inner_2) तह र Siganl_2 (Inner_2) बाट बाहिरी संसारमा हुने हस्तक्षेपलाई प्रभावकारी रूपमा ढाल्न सक्छन्।

सबै पक्षहरूमा, योजना 3 स्पष्ट रूपमा सबैभन्दा अनुकूलित एक हो। एकै समयमा, योजना 3 6-तह बोर्डहरूको लागि सामान्य रूपमा प्रयोग हुने लेमिनेटेड संरचना हो। माथिका दुई उदाहरणहरूको विश्लेषणको माध्यमबाट, मलाई विश्वास छ कि पाठकलाई क्यास्केडिङ संरचनाको निश्चित समझ छ, तर केही अवस्थामा, एक निश्चित योजनाले सबै आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्दैन, जसमा विभिन्न डिजाइन सिद्धान्तहरूको प्राथमिकतालाई विचार गर्न आवश्यक छ। दुर्भाग्यवश, सर्किट बोर्ड लेयर डिजाइन वास्तविक सर्किटको विशेषताहरूसँग नजिकबाट सम्बन्धित छ भन्ने तथ्यको कारण, विभिन्न सर्किटहरूको एन्टी-हस्तक्षेप प्रदर्शन र डिजाइन फोकस फरक छन्, त्यसैले वास्तवमा यी सिद्धान्तहरूमा सन्दर्भको लागि कुनै निश्चित प्राथमिकता छैन। तर के निश्चित छ कि डिजाइन सिद्धान्त 2 (आन्तरिक शक्ति तह र ग्राउन्ड लेयर कडा रूपमा जोडिएको हुनुपर्छ) डिजाइनमा पहिले पूरा गर्न आवश्यक छ, र यदि सर्किटमा उच्च-गति संकेतहरू प्रसारण गर्न आवश्यक छ भने, त्यसपछि डिजाइन सिद्धान्त 3। (सर्किटमा उच्च-गति सिग्नल प्रसारण तह) यो सिग्नल मध्यवर्ती तह हुनुपर्छ र दुई भित्री विद्युतीय तहहरू बीच स्यान्डविच गरिएको हुनुपर्छ) सन्तुष्ट हुनुपर्छ।

10-तह बोर्ड

PCB विशिष्ट 10-तह बोर्ड डिजाइन

सामान्य तारिङ अनुक्रम TOP-GND-सिग्नल लेयर-पावर लेयर-GND-सिग्नल लेयर-पावर लेयर-सिग्नल लेयर-GND-BOTTOM हो

तारिङ अनुक्रम आफैंमा निश्चित रूपमा निश्चित छैन, तर त्यहाँ केही मापदण्डहरू र सिद्धान्तहरू यसलाई प्रतिबन्धित छन्: उदाहरणका लागि, माथिल्लो तह र तल्लो तहको छेउछाउका तहहरूले एकल बोर्डको EMC विशेषताहरू सुनिश्चित गर्न GND प्रयोग गर्छन्; उदाहरणका लागि, प्रत्येक संकेत तहले प्राथमिकतामा GND तहलाई सन्दर्भ विमानको रूपमा प्रयोग गर्दछ; सम्पूर्ण एकल बोर्डमा प्रयोग हुने बिजुली आपूर्ति प्राथमिकतामा तामाको सम्पूर्ण टुक्रामा राखिएको छ; अतिसंवेदनशील, उच्च-गति, र जम्पको भित्री तहमा जान रुचाउँछ, आदि।