Përpara projektimit PCB me shumë shtresa bordi, projektuesi duhet së pari të përcaktojë strukturën e bordit të qarkut të përdorur sipas shkallës së qarkut, madhësisë së bordit të qarkut dhe kërkesave të përputhshmërisë elektromagnetike (EMC), domethënë, të vendosë nëse do të përdorë 4 shtresa, 6 shtresa ose Më shumë shtresa të bordeve të qarkut. . Pas përcaktimit të numrit të shtresave, përcaktoni se ku të vendosni shtresat e brendshme elektrike dhe si të shpërndani sinjale të ndryshme në këto shtresa. Kjo është zgjedhja e strukturës së pirgut të PCB me shumë shtresa.

Struktura e laminuar është një faktor i rëndësishëm që ndikon në performancën EMC të pllakave PCB, dhe është gjithashtu një mjet i rëndësishëm për të shtypur ndërhyrjet elektromagnetike. Ky artikull prezanton përmbajtjen përkatëse të strukturës së pirgut të pllakës PCB me shumë shtresa.

Pas përcaktimit të numrit të shtresave të fuqisë, tokës dhe sinjalit, rregullimi relativ i tyre është një temë që çdo inxhinier PCB nuk mund ta shmangë;

Parimi i përgjithshëm i rregullimit të shtresave:

1. Për të përcaktuar strukturën e laminuar të një bordi PCB me shumë shtresa, duhet të merren parasysh më shumë faktorë. Nga këndvështrimi i instalimeve elektrike, sa më shumë shtresa, aq më i mirë është instalimi i kabllove, por kostoja dhe vështirësia e prodhimit të pllakave do të rriten gjithashtu. Për prodhuesit, nëse struktura e laminuar është simetrike apo jo është fokusi që duhet t’i kushtohet vëmendje kur prodhohen pllakat PCB, kështu që zgjedhja e numrit të shtresave duhet të marrë parasysh nevojat e të gjitha aspekteve për të arritur ekuilibrin më të mirë. Për projektuesit me përvojë, pas përfundimit të paraqitjes paraprake të komponentëve, ata do të fokusohen në analizën e ngushtimit të instalimeve elektrike të PCB-së. Kombinoje me mjete të tjera EDA për të analizuar densitetin e instalimeve elektrike të tabelës së qarkut; më pas sintetizoni numrin dhe llojet e linjave të sinjalit me kërkesa të veçanta instalime elektrike, të tilla si linjat diferenciale, linjat e ndjeshme të sinjalit, etj., për të përcaktuar numrin e shtresave të sinjalit; pastaj sipas llojit të furnizimit me energji elektrike, izolimit dhe anti-ndërhyrjes Kërkesat për të përcaktuar numrin e shtresave të brendshme elektrike. Në këtë mënyrë, në thelb përcaktohet numri i shtresave të të gjithë tabelës së qarkut.

2. Pjesa e poshtme e sipërfaqes përbërëse (shtresa e dytë) është rrafshi i tokës, i cili siguron shtresën mbrojtëse të pajisjes dhe rrafshin referues për instalimet elektrike të sipërme; shtresa e ndjeshme e sinjalit duhet të jetë ngjitur me një shtresë të brendshme elektrike (shtresa e brendshme e fuqisë / tokës), duke përdorur shtresën e madhe të brendshme elektrike Film bakri për të siguruar mbrojtje për shtresën e sinjalit. Shtresa e transmetimit të sinjalit me shpejtësi të lartë në qark duhet të jetë një shtresë e ndërmjetme e sinjalit dhe e vendosur midis dy shtresave të brendshme elektrike. Në këtë mënyrë, filmi i bakrit i dy shtresave të brendshme elektrike mund të sigurojë mbrojtje elektromagnetike për transmetimin e sinjalit me shpejtësi të lartë, dhe në të njëjtën kohë, mund të kufizojë efektivisht rrezatimin e sinjalit me shpejtësi të lartë midis dy shtresave të brendshme elektrike pa shkaktuar ndërhyrje të jashtme.

3. Të gjitha shtresat e sinjalit janë sa më afër rrafshit të tokës;

4. Përpiquni të shmangni dy shtresa sinjalesh drejtpërdrejt ngjitur me njëra-tjetrën; është e lehtë të futet ndërthurja midis shtresave të sinjalit ngjitur, duke rezultuar në dështimin e funksionit të qarkut. Shtimi i një plani tokësor midis dy shtresave të sinjalit mund të shmangë në mënyrë efektive ndërlidhjen.

5. Burimi kryesor i energjisë është sa më afër që të jetë e mundur përkatësisht;

6. Merrni parasysh simetrinë e strukturës së laminuar.

7. Për paraqitjen e shtresave të pllakës amë, është e vështirë për tabelat ekzistuese amë të kontrollojnë lidhjet paralele në distanca të gjata. Për frekuencën e funksionimit të nivelit të tabelës mbi 50 MHZ (referojuni situatës nën 50 MHZ, ju lutemi relaksohuni siç duhet), rekomandohet të rregulloni parimin:

Sipërfaqja përbërëse dhe sipërfaqja e saldimit janë një rrafsh i plotë i tokëzimit (mburojë); Nuk ka shtresa instalime elektrike paralele ngjitur; Të gjitha shtresat e sinjalit janë sa më afër rrafshit të tokës;

Sinjali kyç është ngjitur me tokën dhe nuk kalon ndarjen.

Shënim: Kur vendosni shtresa specifike PCB, parimet e mësipërme duhet të zotërohen në mënyrë fleksibël. Bazuar në të kuptuarit e parimeve të mësipërme, sipas kërkesave aktuale të tabelës së vetme, si p.sh.: nëse kërkohet një shtresë e kabllove kyçe, furnizimi me energji elektrike, ndarja në planin e tokës, etj., Përcaktoni rregullimin e shtresave dhe mos’ thjesht kopjojeni atë troç, ose mbajeni atë.

8. Shtresat e brendshme elektrike të shumëfishta të tokëzuara mund të zvogëlojnë efektivisht rezistencën e tokës. Për shembull, shtresa e sinjalit A dhe shtresa e sinjalit B përdorin plane të veçanta tokësore, të cilat mund të reduktojnë në mënyrë efektive ndërhyrjen e modalitetit të zakonshëm.

Struktura me shtresa e përdorur zakonisht: bordi me 4 shtresa

Më poshtë përdor një shembull të një dërrase me 4 shtresa për të ilustruar se si të optimizoni rregullimin dhe kombinimin e strukturave të ndryshme të laminuara.

Për pllakat me 4 shtresa të përdorura zakonisht, ekzistojnë metodat e mëposhtme të grumbullimit (nga lart poshtë).

(1) Siganl_1 (lart), GND (I brendshëm_1), POWER (I brendshëm_2), Siganl_2 (Poshtë).

(2) Siganl_1 (lart), POWER (I brendshëm_1), GND (I brendshëm_2), Siganl_2 (Poshtë).

(3) POWER (lart), Siganl_1 (I brendshëm_1), GND (I brendshëm_2), Siganl_2 (Poshtë).

Natyrisht, Opsionit 3 i mungon bashkimi efektiv midis shtresës së fuqisë dhe shtresës së tokës dhe nuk duhet të miratohet.

Atëherë si duhet të zgjidhen opsionet 1 dhe 2?

Në rrethana normale, projektuesit do të zgjedhin opsionin 1 si strukturën e tabelës me 4 shtresa. Arsyeja e zgjedhjes nuk është se Opsioni 2 nuk mund të miratohet, por se bordi i përgjithshëm i PCB-së vendos vetëm komponentët në shtresën e sipërme, kështu që është më e përshtatshme të miratohet Opsioni 1.

Por kur komponentët duhet të vendosen në të dy shtresat e sipërme dhe të poshtme, dhe trashësia dielektrike midis shtresës së brendshme të fuqisë dhe shtresës së tokës është e madhe dhe bashkimi është i dobët, është e nevojshme të merret parasysh se cila shtresë ka më pak linja sinjali. Për Opsionin 1, ka më pak linja sinjalizuese në shtresën e poshtme dhe një film bakri me sipërfaqe të madhe mund të përdoret për t’u bashkuar me shtresën POWER; përkundrazi, nëse komponentët janë rregulluar kryesisht në shtresën e poshtme, opsioni 2 duhet të përdoret për të bërë tabelën.

Nëse adoptohet një strukturë e laminuar, shtresa e fuqisë dhe shtresa e tokës janë tashmë të lidhura. Duke marrë parasysh kërkesat e simetrisë, në përgjithësi miratohet skema 1.

Pllakë me 6 shtresa

Pas përfundimit të analizës së strukturës së laminuar të tabelës me 4 shtresa, në vijim përdoret një shembull i kombinimit të tabelës me 6 shtresa për të ilustruar rregullimin dhe kombinimin e tabelës me 6 shtresa dhe metodën e preferuar.

(1) Siganl_1 (lart), GND (I brendshëm_1), Siganl_2 (I brendshëm_2), Siganl_3 (I brendshëm_3), fuqia (I brendshëm_4), Siganl_4 (poshtë).

Zgjidhja 1 përdor 4 shtresa sinjali dhe 2 shtresa të brendshme të fuqisë/tokëzimit, me më shumë shtresa sinjali, gjë që është e favorshme për punën e instalimeve elektrike ndërmjet komponentëve, por edhe defektet e kësaj zgjidhjeje janë më të dukshme, të cilat manifestohen në dy aspektet e mëposhtme:

① Rrafshi i fuqisë dhe rrafshi i tokës janë larg njëri-tjetrit dhe nuk janë të lidhur mjaftueshëm.

② Shtresa e sinjalit Siganl_2 (Inner_2) dhe Siganl_3 (Inner_3) janë drejtpërdrejt ngjitur, kështu që izolimi i sinjalit nuk është i mirë dhe ndërthurja është e lehtë të ndodhë.

(2) Siganl_1 (lart), Siganl_2 (I brendshëm_1), POWER (I brendshëm_2), GND (I brendshëm_3), Siganl_3 (I brendshëm_4), Siganl_4 (poshtë).

Skema 2 Krahasuar me skemën 1, shtresa e fuqisë dhe rrafshi i tokës janë çiftuar plotësisht, gjë që ka disa avantazhe ndaj skemës 1, por

Shtresat e sinjalit Siganl_1 (Top) dhe Siganl_2 (Inner_1) dhe Siganl_3 (Inner_4) dhe Siganl_4 (Poshtë) janë drejtpërdrejt ngjitur me njëra-tjetrën. Izolimi i sinjalit nuk është i mirë dhe problemi i ndërlidhjes nuk është zgjidhur.

(3) Siganl_1 (lart), GND (I brendshëm_1), Siganl_2 (I brendshëm_2), POWER (I brendshëm_3), GND (I brendshëm_4), Siganl_3 (poshtë).

Krahasuar me Skemën 1 dhe Skemën 2, Skema 3 ka një shtresë sinjali më pak dhe një shtresë më të brendshme elektrike. Megjithëse shtresat e disponueshme për instalime elektrike janë zvogëluar, kjo skemë zgjidh defektet e zakonshme të Skemës 1 dhe Skemës 2.

① Rrafshi i fuqisë dhe rrafshi i tokës janë të lidhur ngushtë.

② Çdo shtresë sinjali është drejtpërdrejt ngjitur me shtresën e brendshme elektrike, dhe është e izoluar në mënyrë efektive nga shtresat e tjera të sinjalit, dhe ndërthurja nuk është e lehtë të ndodhë.

③ Siganl_2 (Inner_2) është ngjitur me dy shtresat e brendshme elektrike GND (Inner_1) dhe POWER (Inner_3), të cilat mund të përdoren për të transmetuar sinjale me shpejtësi të lartë. Dy shtresat e brendshme elektrike mund të mbrojnë në mënyrë efektive ndërhyrjen nga bota e jashtme në shtresën Siganl_2 (Inner_2) dhe ndërhyrjen nga Siganl_2 (Inner_2) në botën e jashtme.

Në të gjitha aspektet, skema 3 është padyshim më e optimizuar. Në të njëjtën kohë, skema 3 është gjithashtu një strukturë e laminuar e përdorur zakonisht për dërrasat me 6 shtresa. Nëpërmjet analizës së dy shembujve të mësipërm, besoj se lexuesi ka një kuptim të caktuar të strukturës kaskadë, por në disa raste, një skemë e caktuar nuk mund të plotësojë të gjitha kërkesat, gjë që kërkon shqyrtimin e përparësisë së parimeve të ndryshme të projektimit. Fatkeqësisht, për shkak të faktit se dizajni i shtresës së tabelës së qarkut është i lidhur ngushtë me karakteristikat e qarkut aktual, performanca kundër ndërhyrjes dhe fokusi i projektimit të qarqeve të ndryshme janë të ndryshme, kështu që në fakt këto parime nuk kanë përparësi të përcaktuar për referencë. Por ajo që është e sigurt është se parimi i projektimit 2 (shtresa e brendshme e fuqisë dhe shtresa e tokës duhet të jenë të lidhura fort) duhet së pari të përmbushet në dizajn dhe nëse sinjalet me shpejtësi të lartë duhet të transmetohen në qark, atëherë parimi i projektimit 3 (shtresa e transmetimit të sinjalit me shpejtësi të lartë në qark) Duhet të jetë shtresa e ndërmjetme e sinjalit dhe e vendosur ndërmjet dy shtresave të brendshme elektrike) duhet të plotësohet.

Pllakë me 10 shtresa

Dizajni tipik i pllakës me 10 shtresa PCB

Sekuenca e përgjithshme e instalimeve elektrike është TOP–GND—shtresa e sinjalit—shtresa e energjisë—GND—shtresa e sinjalit—shtresa e energjisë—shtresa e sinjalit—GND—BOTTOM

Vetë sekuenca e instalimeve elektrike nuk është domosdoshmërisht e fiksuar, por ka disa standarde dhe parime për ta kufizuar atë: Për shembull, shtresat ngjitur të shtresës së sipërme dhe shtresës së poshtme përdorin GND për të siguruar karakteristikat EMC të tabelës së vetme; për shembull, çdo shtresë sinjali mundësisht përdor shtresën GND si plan referencë; furnizimi me energji elektrike i përdorur në të gjithë tabelën e vetme vendoset preferencialisht në një copë të tërë bakri; të ndjeshëm, me shpejtësi të lartë dhe të preferuar për të shkuar përgjatë shtresës së brendshme të kërcimit, etj.