Méméh ngarancang PCB multilayer dewan, desainer kudu mimiti nangtukeun struktur circuit board dipaké nurutkeun skala circuit, ukuran papan circuit sarta sarat kasaluyuan éléktromagnétik (EMC), nyaeta, mutuskeun pikeun ngagunakeun 4 lapisan, 6 lapisan, atawa lapisan More papan sirkuit. . Saatos nangtukeun jumlah lapisan, nangtukeun dimana nempatkeun lapisan listrik internal tur kumaha ngadistribusikaeun sinyal béda dina lapisan ieu. Ieu pilihan struktur tumpukan PCB multilayer.

Struktur Laminated mangrupa faktor penting anu mangaruhan kinerja EMC tina papan PCB, sarta eta oge sarana penting pikeun ngurangan gangguan éléktromagnétik. Artikel ieu ngenalkeun eusi relevan tina struktur tumpukan papan PCB multilayer.

Saatos nangtukeun jumlah kakuatan, taneuh jeung lapisan sinyal, susunan relatif aranjeunna topik anu unggal insinyur PCB teu bisa nyingkahan;

Prinsip umum susunan lapisan:

1. Pikeun nangtukeun struktur laminated tina papan PCB multilayer, leuwih faktor kudu dianggap. Tina sudut pandang kabel, langkung seueur lapisan, langkung saé kabel, tapi biaya sareng kasusah manufaktur papan ogé bakal ningkat. Pikeun pabrik, naha struktur laminated nyaeta simetris atanapi henteu nyaeta fokus anu perlu nengetan lamun papan PCB dijieun, jadi pilihan jumlah lapisan perlu mertimbangkeun kaperluan sakabéh aspék pikeun ngahontal kasaimbangan pangalusna. Pikeun désainer ngalaman, sanggeus completing pre-layout sahiji komponén, maranéhna bakal difokuskeun analisis bottleneck kabel PCB. Ngagabungkeun jeung parabot EDA séjén pikeun nganalisis dénsitas wiring tina circuit board; teras nyintésis jumlah sareng jinis jalur sinyal sareng syarat kabel khusus, sapertos garis diferensial, garis sinyal sénsitip, sareng sajabana, pikeun nangtukeun jumlah lapisan sinyal; lajeng nurutkeun jenis catu daya, isolasi jeung anti gangguan Sarat pikeun nangtukeun jumlah lapisan listrik internal. Ku cara kieu, jumlah lapisan sakabéh papan sirkuit dasarna ditangtukeun.

2. Handap permukaan komponén (lapisan kadua) nyaéta pesawat taneuh, nu nyadiakeun lapisan shielding alat jeung pesawat rujukan pikeun wiring luhur; lapisan sinyal sénsitip kudu padeukeut jeung lapisan listrik internal (kakuatan internal / lapisan taneuh), ngagunakeun pilem tambaga lapisan listrik internal badag pikeun nyadiakeun shielding pikeun lapisan sinyal. Lapisan pangiriman sinyal-speed tinggi dina sirkuit kedah janten lapisan panengah sinyal sareng diapit antara dua lapisan listrik batin. Ku cara kieu, pilem tambaga tina dua lapisan listrik batin bisa nyadiakeun shielding éléktromagnétik pikeun pangiriman sinyal-speed tinggi, sarta dina waktos anu sareng, éta éféktif bisa ngawatesan radiasi tina sinyal speed tinggi antara dua lapisan listrik batin tanpa ngabalukarkeun. gangguan éksternal.

3. Sadaya lapisan sinyal sacaket mungkin ka pesawat taneuh;

4. Coba ulah dua lapisan sinyal langsung padeukeut jeung silih; Ieu gampang pikeun ngawanohkeun crosstalk antara lapisan sinyal padeukeut, hasilna gagalna fungsi circuit. Nambahkeun pesawat taneuh antara dua lapisan sinyal éféktif bisa nyingkahan crosstalk.

5. Sumber kakuatan utama sacaket mungkin ka dinya correspondingly;

6. Pertimbangkeun simétri tina struktur laminated.

7. Pikeun perenah lapisan motherboard nu, hese motherboards aya kontrol kabel jarak jauh paralel. Pikeun frékuénsi operasi dewan-tingkat luhur 50MHZ (tingali kaayaan handap 50MHZ, mangga bersantai appropriately), eta disarankeun pikeun ngatur prinsip:

Beungeut komponén jeung beungeut las mangrupakeun pesawat taneuh lengkep (tameng);No padeukeut lapisan wiring paralel;Sadaya lapisan sinyal anu sacaket mungkin ka pesawat taneuh;

Sinyal konci padeukeut sareng taneuh sareng henteu meuntas partisi.

Catetan: Nalika nyetel lapisan PCB husus, prinsip di luhur kudu flexibly mastered. Dumasar kana pamahaman prinsip di luhur, nurutkeun sarat sabenerna dewan tunggal, kayaning: naha lapisan wiring konci, catu daya, division pesawat taneuh anu diperlukeun, jeung sajabana, Nangtukeun susunan lapisan, sarta ulah ‘ t ngan nyalin eta bluntly, atawa tahan eta.

8. Sababaraha grounded lapisan listrik internal bisa éféktif ngurangan impedansi taneuh. Contona, lapisan sinyal A jeung lapisan sinyal B ngagunakeun planes taneuh misah, nu bisa éféktif ngurangan gangguan mode umum.

Struktur layered ilahar dipaké: 4-lapisan dewan

Di handap ieu ngagunakeun conto dewan 4-lapisan pikeun ngagambarkeun kumaha ngaoptimalkeun susunan jeung kombinasi rupa struktur laminated.

Pikeun papan 4-lapisan anu biasa dianggo, aya metode tumpukan di handap ieu (ti luhur ka handap).

(1) Siganl_1 (Top), GND (Batin_1), POWER (Batin_2), Siganl_2 (Bawah).

(2) Siganl_1 (Top), POWER (Batin_1), GND (Batin_2), Siganl_2 (Bawah).

(3) POWER (Top), Siganl_1 (Batin_1), GND (Batin_2), Siganl_2 (Bawah).

Jelas, Pilihan 3 kurang gandeng anu efektif antara lapisan kakuatan sareng lapisan taneuh sareng henteu kedah diadopsi.

Teras kumaha pilihan 1 sareng 2 kedah dipilih?

Dina kaayaan normal, désainer bakal milih pilihan 1 salaku struktur dewan 4-lapisan. Alesan pikeun pilihan henteu yén Pilihan 2 teu tiasa diadopsi, tapi yén papan PCB umum ngan ukur nempatkeun komponén dina lapisan luhur, janten langkung pas pikeun ngadopsi Pilihan 1.

Tapi lamun komponén kudu ditempatkeun dina duanana lapisan luhur jeung handap, sarta ketebalan diéléktrik antara lapisan kakuatan internal tur lapisan taneuh badag tur gandeng nu goréng, perlu mertimbangkeun lapisan nu boga garis sinyal pangsaeutikna. Pikeun Pilihan 1, aya garis sinyal pangsaeutikna dina lapisan handap, sarta pilem tambaga-aréa badag bisa dipaké pikeun pasangan kalayan lapisan POWER; sabalikna, lamun komponén utamana disusun dina lapisan handap, Pilihan 2 kudu dipaké pikeun nyieun dewan.

Upami struktur laminated diadopsi, lapisan kakuatan sareng lapisan taneuh parantos gandeng. Mertimbangkeun sarat simétri, skéma 1 umumna diadopsi.

6-lapisan dewan

Sanggeus completing analisis struktur laminated tina dewan 4-lapisan, handap ngagunakeun conto kombinasi dewan 6-lapisan pikeun ngagambarkeun susunan jeung kombinasi dewan 6-lapisan jeung métode pikaresep.

(1) Siganl_1 (Top), GND (Batin_1), Siganl_2 (Batin_2), Siganl_3 (Batin_3), kakuatan (Batin_4), Siganl_4 (Bawah).

Solusi 1 ngagunakeun 4 lapisan sinyal jeung 2 kakuatan internal / lapisan taneuh, kalawan lapisan sinyal leuwih, nu kondusif pikeun karya wiring antara komponén, tapi defects solusi ieu ogé leuwih atra, nu manifested dina dua aspék handap:

① Pesawat kakuatan sareng pesawat darat jarakna jauh, sareng aranjeunna henteu cekap gandeng.

② Lapisan sinyal Siganl_2 (Inner_2) jeung Siganl_3 (Inner_3) langsung padeukeut, jadi isolasi sinyal teu alus jeung crosstalk gampang lumangsung.

(2) Siganl_1 (Top), Siganl_2 (Batin_1), POWER (Batin_2), GND (Batin_3), Siganl_3 (Batin_4), Siganl_4 (Bawah).

Skéma 2 Dibandingkeun jeung skéma 1, lapisan kakuatan jeung pesawat taneuh pinuh gandeng, nu boga kaunggulan tangtu leuwih skéma 1, tapi

Siganl_1 (Top) jeung Siganl_2 (Inner_1) jeung Siganl_3 (Inner_4) jeung Siganl_4 (Bottom) lapisan sinyal langsung padeukeut jeung unggal lianna. Isolasi sinyal henteu saé, sareng masalah crosstalk henteu direngsekeun.

(3) Siganl_1 (Top), GND (Batin_1), Siganl_2 (Batin_2), POWER (Batin_3), GND (Batin_4), Siganl_3 (Bawah).

Dibandingkeun sareng Skéma 1 sareng Skéma 2, Skéma 3 ngagaduhan hiji lapisan sinyal kirang sareng hiji lapisan listrik internal deui. Sanaos lapisan anu sayogi pikeun kabel dikirangan, skéma ieu ngabéréskeun cacad umum Skéma 1 sareng Skéma 2.

① Pesawat kakuatan sareng pesawat taneuh dipasangkeun pageuh.

② Unggal lapisan sinyal langsung padeukeut jeung lapisan listrik batin, sarta éféktif diisolasi tina lapisan sinyal lianna, sarta crosstalk teu gampang lumangsung.

③ Siganl_2 (Inner_2) padeukeut jeung dua lapisan listrik batin GND (Inner_1) jeung POWER (Inner_3), nu bisa dipaké pikeun ngirimkeun sinyal-speed tinggi. Dua lapisan listrik batin tiasa sacara efektif ngalindungan gangguan ti dunya luar ka lapisan Siganl_2 (Batin_2) sareng gangguan ti Siganl_2 (Batin_2) ka dunya luar.

Dina sagala aspek, skéma 3 écés anu paling dioptimalkeun. Dina waktos anu sami, skéma 3 ogé mangrupikeun struktur laminated anu biasa dianggo pikeun papan 6-lapisan. Ngaliwatan analisis dua conto di luhur, kuring yakin nu maca boga pamahaman tangtu struktur cascading, tapi dina sababaraha kasus, hiji skéma tangtu teu bisa minuhan sakabeh sarat, nu merlukeun tinimbangan tina prioritas rupa prinsip desain. Hanjakalna, kusabab kanyataan yén desain lapisan papan sirkuit raket patalina sareng karakteristik sirkuit anu saleresna, kinerja anti gangguan sareng fokus desain sirkuit anu béda-béda béda, ku kituna prinsip-prinsip ieu henteu ngagaduhan prioritas anu ditangtukeun pikeun rujukan. Tapi anu pasti nyaéta yén prinsip desain 2 (lapisan kakuatan internal sareng lapisan taneuh kedah gandeng pageuh) kedah patepang heula dina rarancang, sareng upami sinyal-speed tinggi kedah dikirimkeun dina sirkuit, teras prinsip desain 3 (Lapisan transmisi sinyal-speed tinggi dina sirkuit) Ieu kudu jadi lapisan panengah sinyal jeung sandwiched antara dua lapisan listrik jero) kudu wareg.

10-lapisan dewan

Desain dewan 10-lapisan khas PCB

Urutan wiring umum nyaéta TOP–GND—lapisan sinyal—lapisan kakuatan—GND—lapisan sinyal—lapisan kakuatan—lapisan sinyal—GND—BOTTOM.

Runtuyan wiring sorangan teu merta dibereskeun, tapi aya sababaraha standar sarta prinsip pikeun ngawatesan eta: Contona, lapisan meungkeut lapisan luhur jeung lapisan handap ngagunakeun GND pikeun mastikeun ciri EMC dewan tunggal; contona, unggal lapisan sinyal preferably ngagunakeun lapisan GND salaku Plane rujukan; catu daya dipaké dina sakabéh dewan tunggal preferentially diteundeun dina sakabeh sapotong tambaga; nu susceptible,-speed tinggi, sarta pikaresep pikeun buka sapanjang lapisan jero luncat, jsb.