Dizajn PCB so 6-vrstvovým stohovaním dosiek

Už celé desaťročia, viacvrstvová DPS boli hlavnou náplňou oblasti dizajnu. Ako sa elektronické súčiastky zmenšujú, čo umožňuje navrhnúť viac obvodov na jednej doske, ich funkcie zvyšujú dopyt po novom dizajne PCB a výrobných technológiách, ktoré ich podporujú. Niekedy je 6-vrstvové stohovanie dosiek len spôsob, ako získať na doske viac stôp, ako umožňuje 2-vrstvová alebo 4-vrstvová doska. Teraz je vytvorenie správnej konfigurácie vrstiev v 6-vrstvovom zásobníku na maximalizáciu výkonu obvodu dôležitejšie ako kedykoľvek predtým.

ipcb

Kvôli slabému výkonu signálu budú nesprávne nakonfigurované vrstvy PCB ovplyvnené elektromagnetickým rušením (EMI). Na druhej strane, dobre navrhnutý 6-vrstvový zásobník môže zabrániť problémom spôsobeným impedanciou a presluchmi a zlepšiť výkon a spoľahlivosť dosky plošných spojov. Dobrá konfigurácia zásobníka tiež pomôže chrániť obvodovú dosku pred vonkajšími zdrojmi hluku. Tu je niekoľko príkladov 6-vrstvových skladaných konfigurácií.

Aká je najlepšia konfigurácia 6-vrstvového zásobníka?

Konfigurácia stohovania, ktorú si vyberiete pre 6-vrstvovú dosku, bude do značnej miery závisieť od dizajnu, ktorý musíte dokončiť. Ak máte na smerovanie veľa signálov, na smerovanie potrebujete 4 vrstvy signálu. Na druhej strane, ak je prioritou riadenie integrity signálu vysokorýchlostných obvodov, je potrebné zvoliť možnosť, ktorá poskytuje najlepšiu ochranu. Toto sú niektoré rôzne konfigurácie používané v 6-vrstvových doskách.

Pôvodná konfigurácia stohovania používaná pred mnohými rokmi pre prvú možnosť stohovania:

1. Najvyšší signál

2. Vnútorný signál

3. Prízemná úroveň

4. Power Plane

5. Vnútorný signál

6. Spodný signál

Toto je pravdepodobne najhoršia konfigurácia, pretože signálová vrstva nemá žiadne tienenie a dve zo signálových vrstiev nie sú priľahlé k rovine. Keďže požiadavky na integritu signálu a výkon sú čoraz dôležitejšie, od tejto konfigurácie sa zvyčajne upúšťa. Nahradením hornej a spodnej vrstvy signálu zemnými vrstvami však opäť získate dobrý 6-vrstvový zásobník. Nevýhodou je, že ponecháva len dve vnútorné vrstvy na smerovanie signálu.

Najčastejšie používanou 6-vrstvovou konfiguráciou v dizajne PCB je umiestnenie vnútornej vrstvy smerovania signálu do stredu zásobníka:

1. Najvyšší signál

2. Prízemná úroveň

3. Vnútorný signál

4. Vnútorný signál

5. Power Plane

6. Spodný signál

Planárna konfigurácia poskytuje lepšie tienenie pre vnútornú vrstvu smerovania signálu, ktorá sa zvyčajne používa pre signály s vyššou frekvenciou. Použitím hrubšieho dielektrického materiálu na zväčšenie vzdialenosti medzi dvomi vnútornými signálnymi vrstvami možno toto vrstvenie lepšie zlepšiť. Nevýhodou tejto konfigurácie je však to, že oddelenie výkonovej roviny a základnej roviny zníži jej plošnú kapacitu. To si bude vyžadovať väčšie oddelenie v dizajne.

6-vrstvový zásobník je nakonfigurovaný tak, aby maximalizoval integritu signálu a výkon PCB, čo nie je bežné. Tu sa signálna vrstva zredukuje na 3 vrstvy, aby sa pridala ďalšia základná vrstva:

1. Najvyšší signál

2. Prízemná úroveň

3. Vnútorný signál

4. Power Plane

5. Pozemná rovina

6. Spodný signál

Toto stohovanie umiestni každú vrstvu signálu vedľa základnej vrstvy, aby sa dosiahli najlepšie charakteristiky spätnej cesty. Okrem toho, ak sú výkonová rovina a základná rovina navzájom priľahlé, môže byť vytvorený plánovací kondenzátor. Nevýhodou však stále je, že skutočne prídete o vrstvu signálu na smerovanie.

Použite nástroje na návrh PCB

Ako vytvoriť hromadu vrstiev bude mať obrovský vplyv na úspech 6-vrstvového návrhu PCB. Dnešné nástroje na návrh dosiek plošných spojov však môžu pridávať a odstraňovať vrstvy z návrhu s cieľom vybrať ľubovoľnú konfiguráciu vrstiev, ktorá je najvhodnejšia. Dôležitou súčasťou je výber systému návrhu DPS, ktorý poskytuje maximálnu flexibilitu a spotrebu energie pre jednoduchý návrh na vytvorenie 6-vrstvového typu zásobníka.