Kanuni ya mpangilio wa safu ya muundo wa PCB laminated na muundo wa kawaida wa laminated

Kabla ya kubuni PCB ya safu nyingi bodi, mbuni anahitaji kwanza kuamua muundo wa bodi ya mzunguko unaotumiwa kulingana na kiwango cha mzunguko, saizi ya bodi ya mzunguko na mahitaji ya utangamano wa sumakuumeme (EMC), ambayo ni, kuamua kutumia tabaka 4, tabaka 6, au tabaka Zaidi za bodi za mzunguko. . Baada ya kuamua idadi ya tabaka, tambua wapi kuweka tabaka za ndani za umeme na jinsi ya kusambaza ishara tofauti kwenye tabaka hizi. Huu ndio chaguo la muundo wa stack ya PCB ya multilayer.

ipcb

Muundo wa laminated ni jambo muhimu linaloathiri utendaji wa EMC wa bodi za PCB, na pia ni njia muhimu ya kukandamiza kuingiliwa kwa sumakuumeme. Makala haya yanatanguliza maudhui muhimu ya muundo wa rafu wa bodi ya PCB ya multilayer.

Baada ya kuamua idadi ya tabaka za nguvu, ardhi na ishara, mpangilio wa jamaa wao ni mada ambayo kila mhandisi wa PCB hawezi kuepuka;

Kanuni ya jumla ya mpangilio wa safu:

1. Kuamua muundo wa laminated wa bodi ya PCB ya multilayer, mambo zaidi yanahitajika kuzingatiwa. Kutoka kwa mtazamo wa wiring, tabaka zaidi, bora wiring, lakini gharama na ugumu wa utengenezaji wa bodi pia itaongezeka. Kwa wazalishaji, ikiwa muundo wa laminated ni ulinganifu au la ni lengo ambalo linahitaji kuzingatiwa wakati bodi za PCB zinatengenezwa, hivyo uchaguzi wa idadi ya tabaka unahitaji kuzingatia mahitaji ya vipengele vyote ili kufikia usawa bora. Kwa wabunifu wenye ujuzi, baada ya kukamilisha upangaji wa awali wa vipengele, watazingatia uchambuzi wa chupa ya waya ya PCB. Kuchanganya na zana zingine za EDA kuchambua wiani wa wiring wa bodi ya mzunguko; kisha unganisha nambari na aina za mistari ya ishara na mahitaji maalum ya wiring, kama vile mistari tofauti, mistari nyeti ya ishara, nk, ili kuamua idadi ya tabaka za mawimbi; basi kulingana na aina ya ugavi wa umeme, kutengwa na kupambana na kuingiliwa Mahitaji ya kuamua idadi ya tabaka za ndani za umeme. Kwa njia hii, idadi ya tabaka za bodi nzima ya mzunguko imedhamiriwa kimsingi.

2. Chini ya uso wa sehemu (safu ya pili) ni ndege ya chini, ambayo hutoa safu ya kinga ya kifaa na ndege ya kumbukumbu kwa wiring ya juu; safu nyeti ya ishara inapaswa kuwa karibu na safu ya ndani ya umeme (nguvu ya ndani / safu ya ardhi), kwa kutumia safu kubwa ya ndani ya umeme Filamu ya shaba ili kutoa kinga kwa safu ya ishara. Safu ya upitishaji wa mawimbi ya kasi ya juu katika mzunguko inapaswa kuwa safu ya kati ya ishara na iliyowekwa kati ya tabaka mbili za ndani za umeme. Kwa njia hii, filamu ya shaba ya tabaka mbili za ndani za umeme inaweza kutoa kinga ya sumakuumeme kwa maambukizi ya kasi ya kasi, na wakati huo huo, inaweza kupunguza kwa ufanisi mionzi ya ishara ya kasi kati ya tabaka mbili za ndani za umeme bila kusababisha. kuingiliwa kwa nje.

3. Safu zote za ishara ziko karibu iwezekanavyo kwa ndege ya chini;

4. Jaribu kuepuka safu mbili za ishara moja kwa moja karibu na kila mmoja; ni rahisi kuanzisha mazungumzo kati ya safu za ishara zilizo karibu, na kusababisha kutofaulu kwa utendakazi wa mzunguko. Kuongeza ndege ya ardhini kati ya safu mbili za ishara kunaweza kuzuia mazungumzo.

5. Chanzo kikuu cha nguvu ni karibu iwezekanavyo kwa hiyo sambamba;

6. Kuzingatia ulinganifu wa muundo wa laminated.

7. Kwa mpangilio wa safu ya ubao wa mama, ni vigumu kwa bodi zilizopo kudhibiti wiring sambamba za umbali mrefu. Kwa mzunguko wa uendeshaji wa ngazi ya bodi zaidi ya 50MHZ (rejelea hali iliyo chini ya 50MHZ, tafadhali pumzika ipasavyo), inashauriwa kupanga kanuni:

Sehemu ya uso wa sehemu na sehemu ya kulehemu ni ndege kamili ya ardhini (ngao);Hakuna tabaka za wiring zinazokaribiana;Tabaka zote za ishara ziko karibu iwezekanavyo na ndege ya ardhini;

Ishara muhimu iko karibu na ardhi na haivuka kizigeu.

Kumbuka: Wakati wa kusanidi tabaka maalum za PCB, kanuni zilizo hapo juu zinapaswa kueleweka kwa urahisi. Kulingana na uelewa wa kanuni zilizo hapo juu, kulingana na mahitaji halisi ya bodi moja, kama vile: ikiwa safu muhimu ya waya, usambazaji wa umeme, mgawanyiko wa ndege ya ardhini inahitajika, nk. t tu kuinakili bila kuficha, au kushikilia.

8. Tabaka nyingi za ndani za umeme zinaweza kupunguza kwa ufanisi impedance ya ardhi. Kwa mfano, safu ya ishara A na safu ya ishara ya B hutumia ndege tofauti za ardhini, ambazo zinaweza kupunguza kwa ufanisi kuingiliwa kwa hali ya kawaida.

Muundo wa kawaida unaotumiwa: bodi ya safu 4

Ifuatayo hutumia mfano wa ubao wa safu-4 ili kuonyesha jinsi ya kuboresha mpangilio na mchanganyiko wa miundo mbalimbali ya laminated.

Kwa bodi za safu 4 zinazotumiwa kawaida, kuna njia zifuatazo za kuweka (kutoka juu hadi chini).

(1) Siganl_1 (Juu), GND (Ndani_1), NGUVU (Ndani_2), Siganl_2 (Chini).

(2) Siganl_1 (Juu), NGUVU (Ndani_1), GND (Ndani_2), Siganl_2 (Chini).

(3) NGUVU (Juu), Siganl_1 (Ndani_1), GND (Ndani_2), Siganl_2 (Chini).

Kwa wazi, Chaguo la 3 halina muunganisho mzuri kati ya safu ya nguvu na safu ya ardhi na haifai kupitishwa.

Kisha chaguzi 1 na 2 zinapaswa kuchaguliwa vipi?

Katika hali ya kawaida, wabunifu watachagua chaguo 1 kama muundo wa bodi ya safu 4. Sababu ya chaguo sio kwamba Chaguo la 2 haliwezi kupitishwa, lakini bodi ya jumla ya PCB inaweka tu vipengee kwenye safu ya juu, kwa hivyo inafaa zaidi kupitisha Chaguo la 1.

Lakini wakati vipengele vinahitajika kuwekwa kwenye tabaka zote za juu na za chini, na unene wa dielectric kati ya safu ya nguvu ya ndani na safu ya ardhi ni kubwa na kuunganisha ni duni, ni muhimu kuzingatia ni safu gani ina mistari machache ya ishara. Kwa Chaguo la 1, kuna mistari machache ya mawimbi kwenye safu ya chini, na filamu ya eneo kubwa ya shaba inaweza kutumika kuoanisha safu ya POWER; kinyume chake, ikiwa vipengele vinapangwa hasa kwenye safu ya chini, Chaguo 2 inapaswa kutumika kutengeneza bodi.

Ikiwa muundo wa laminated unapitishwa, safu ya nguvu na safu ya ardhi tayari imeunganishwa. Kuzingatia mahitaji ya ulinganifu, mpango wa 1 unakubaliwa kwa ujumla.

Bodi ya safu 6

Baada ya kukamilisha uchambuzi wa muundo wa laminated wa bodi ya safu 4, zifuatazo hutumia mfano wa mchanganyiko wa bodi ya safu 6 ili kuonyesha mpangilio na mchanganyiko wa bodi ya safu 6 na njia iliyopendekezwa.

(1) Siganl_1 (Juu), GND (Ndani_1), Siganl_2 (Ndani_2), Siganl_3 (Ndani_3), nguvu (Ndani_4), Siganl_4 (Chini).

Suluhisho la 1 linatumia safu 4 za ishara na tabaka 2 za ndani za nguvu / ardhi, na safu nyingi za ishara, ambazo zinafaa kwa kazi ya wiring kati ya vipengele, lakini kasoro za ufumbuzi huu pia ni dhahiri zaidi, ambazo zinaonyeshwa katika vipengele viwili vifuatavyo:

① Ndege ya umeme na ndege ya ardhini ziko mbali, na hazijaunganishwa vya kutosha.

② Safu ya mawimbi ya Siganl_2 (Inner_2) na Siganl_3 (Inner_3) ziko karibu moja kwa moja, kwa hivyo utenganishaji wa mawimbi sio mzuri na mazungumzo ni rahisi kutokea.

(2) Siganl_1 (Juu), Siganl_2 (Ndani_1), NGUVU (Ndani_2), GND (Ndani_3), Siganl_3 (Ndani_4), Siganl_4 (Chini).

Mpango wa 2 Ikilinganishwa na mpango wa 1, safu ya nguvu na ndege ya ardhi imeunganishwa kikamilifu, ambayo ina faida fulani juu ya mpango 1, lakini

Siganl_1 (Juu) na Siganl_2 (Inner_1) na Siganl_3 (Inner_4) na Siganl_4 (Chini) safu za ishara ziko karibu moja kwa moja. Kutengwa kwa ishara sio nzuri, na tatizo la crosstalk halijatatuliwa.

(3) Siganl_1 (Juu), GND (Ndani_1), Siganl_2 (Ndani_2), NGUVU (Ndani_3), GND (Ndani_4), Siganl_3 (Chini).

Ikilinganishwa na Mpango wa 1 na Mpango wa 2, Mpango wa 3 una safu moja ndogo ya mawimbi na safu moja zaidi ya ndani ya umeme. Ingawa tabaka zinazopatikana kwa wiring zimepunguzwa, mpango huu hutatua kasoro za kawaida za Mpango wa 1 na Mpango wa 2.

① Ndege ya umeme na ndege ya ardhini zimeunganishwa kwa uthabiti.

② Kila safu ya mawimbi iko moja kwa moja karibu na safu ya ndani ya umeme, na imetengwa kwa ufanisi kutoka kwa safu nyingine za ishara, na crosstalk si rahisi kutokea.

③ Siganl_2 (Inner_2) iko karibu na tabaka mbili za ndani za umeme GND (Inner_1) na POWER (Inner_3), ambazo zinaweza kutumika kusambaza mawimbi ya kasi ya juu. Tabaka mbili za ndani za umeme zinaweza kukinga kwa ufanisi mwingiliano kutoka kwa ulimwengu wa nje hadi safu ya Siganl_2 (Inner_2) na kuingiliwa kutoka kwa Siganl_2 (Inner_2) hadi ulimwengu wa nje.

Katika nyanja zote, mpango wa 3 ni dhahiri ndio ulioboreshwa zaidi. Wakati huo huo, mpango wa 3 pia ni muundo wa kawaida wa laminated kwa bodi 6 za safu. Kupitia uchambuzi wa mifano miwili hapo juu, ninaamini kuwa msomaji ana ufahamu fulani wa muundo wa kupunguka, lakini katika hali nyingine, mpango fulani hauwezi kukidhi mahitaji yote, ambayo inahitaji kuzingatia kipaumbele cha kanuni mbalimbali za kubuni. Kwa bahati mbaya, kutokana na ukweli kwamba muundo wa safu ya bodi ya mzunguko unahusiana kwa karibu na sifa za mzunguko halisi, utendaji wa kupambana na kuingiliwa na mwelekeo wa kubuni wa nyaya tofauti ni tofauti, kwa hiyo kwa kweli kanuni hizi hazina kipaumbele kilichopangwa kwa kumbukumbu. Lakini hakika ni kwamba kanuni ya 2 ya muundo (safu ya nguvu ya ndani na safu ya ardhi inapaswa kuunganishwa kwa nguvu) inahitaji kufikiwa kwanza katika muundo, na ikiwa ishara za kasi kubwa zinahitajika kupitishwa kwenye mzunguko, basi kanuni ya 3 ya muundo. (safu ya upitishaji wa mawimbi ya kasi ya juu katika saketi) Inapaswa kuwa safu ya kati ya ishara na kuwekwa kati ya tabaka mbili za ndani za umeme) lazima itimizwe.

Bodi ya safu 10

Ubunifu wa kawaida wa bodi ya safu 10 ya PCB

Mfuatano wa jumla wa nyaya ni TOP-GND—safu ya ishara—safu ya nguvu—GND—safu ya mawimbi—safu ya nguvu—safu ya mawimbi—GND—BOTTOM

Mlolongo wa wiring yenyewe sio lazima urekebishwe, lakini kuna viwango na kanuni za kuzuia: Kwa mfano, tabaka za karibu za safu ya juu na ya chini hutumia GND ili kuhakikisha sifa za EMC za bodi moja; kwa mfano, kila safu ya mawimbi ikiwezekana itumie safu ya GND kama Ndege ya kumbukumbu; ugavi wa umeme unaotumiwa katika bodi nzima moja umewekwa kwa upendeleo kwenye kipande kizima cha shaba; wanaohusika, wenye kasi, na wanapendelea kwenda pamoja na safu ya ndani ya kuruka, nk.