Em geral, existem duas regras principais para estruturas laminadas:
1. Cada camada de roteamento deve ter uma camada de referência adjacente (fonte de alimentação ou formação);
2.A camada de energia principal adjacente e o solo devem ser mantidos a uma distância mínima para fornecer uma grande capacitância de acoplamento;
A seguir está um exemplo de uma pilha de duas a oito camadas:
A. placa PCB de lado único e placa PCB de lado duplo laminada
Para duas camadas, como o número de camadas é pequeno, não há problema de laminação.O controle de radiação EMI é considerado principalmente a partir da fiação e do layout;
A compatibilidade eletromagnética de placas de camada única e de camada dupla está se tornando cada vez mais proeminente.A principal razão para este fenômeno é que a área do loop de sinal é muito grande, o que não só produz forte radiação eletromagnética, mas também torna o circuito sensível a interferências externas.A maneira mais simples de melhorar a compatibilidade eletromagnética de uma linha é reduzir a área do loop de um sinal crítico.
Sinal crítico: Do ponto de vista da compatibilidade eletromagnética, o sinal crítico refere-se principalmente ao sinal que produz radiação forte e é sensível ao mundo exterior.Os sinais que podem produzir radiação forte são geralmente sinais periódicos, como sinais baixos de relógios ou endereços.Sinais sensíveis a interferências são aqueles com baixos níveis de sinais analógicos.
Placas de camada única e dupla são geralmente usadas em projetos de simulação de baixa frequência abaixo de 10KHz:
1) Passe os cabos de potência na mesma camada de forma radial e minimize a soma dos comprimentos das linhas;
2) Ao passar a fonte de alimentação e o fio terra, próximos um do outro;Coloque um fio terra próximo ao fio de sinal da chave, o mais próximo possível.Assim, uma área de loop menor é formada e a sensibilidade da radiação do modo diferencial à interferência externa é reduzida.Quando um fio terra é adicionado próximo ao fio de sinal, um circuito com a menor área é formado, e a corrente do sinal deve ser encaminhada através deste circuito e não pelo outro caminho de terra.
3) Se for uma placa de circuito de camada dupla, ela pode estar do outro lado da placa de circuito, perto da linha de sinal abaixo, ao longo da linha de sinal um fio terra, uma linha o mais larga possível.A área do circuito resultante é igual à espessura da placa de circuito multiplicada pelo comprimento da linha de sinal.
B.Laminação de quatro camadas
1. Sig-gnd (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Para ambos os designs laminados, o problema potencial está na espessura tradicional da placa de 1,6 mm (62 mil).O espaçamento entre camadas se tornará grande, não apenas propício ao controle de impedância, acoplamento entre camadas e blindagem;Em particular, o grande espaçamento entre os estratos da fonte de alimentação reduz a capacitância da placa e não conduz à filtragem de ruído.
Para o primeiro esquema, geralmente é usado no caso de um grande número de fichas no tabuleiro.Este esquema pode obter melhor desempenho de SI, mas o desempenho de EMI não é tão bom, que é controlado principalmente por fiação e outros detalhes.Atenção principal: A formação é colocada na camada de sinal da camada de sinal mais densa, propícia à absorção e supressão da radiação;Aumente a área da placa para refletir a regra 20H.
Para o segundo esquema, geralmente é usado onde a densidade do chip na placa é baixa o suficiente e há área suficiente ao redor do chip para colocar o revestimento de cobre de potência necessário.Neste esquema, a camada externa do PCB é toda estrato, e as duas camadas intermediárias são a camada de sinal/potência.A fonte de alimentação na camada de sinal é roteada com uma linha larga, o que pode tornar baixa a impedância do caminho da corrente da fonte de alimentação, e a impedância do caminho da microfita do sinal também é baixa, e também pode proteger a radiação do sinal interno através do exterior camada.Do ponto de vista do controle EMI, esta é a melhor estrutura de PCB de 4 camadas disponível.
Atenção principal: as duas camadas intermediárias do sinal, o espaçamento da camada de mistura de energia deve ser aberto, a direção da linha é vertical, evite diafonia;Área apropriada do painel de controle, refletindo as regras 20H;Se a impedância dos fios for controlada, coloque-os com muito cuidado sob as ilhas de cobre da fonte de alimentação e do aterramento.Além disso, a fonte de alimentação ou a colocação de cobre devem ser interligadas tanto quanto possível para garantir conectividade CC e de baixa frequência.
C.Laminação de seis camadas de placas
Para o projeto de alta densidade de chips e alta frequência de clock, o projeto de placa de 6 camadas deve ser considerado.O método de laminação é recomendado:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Para este esquema, o esquema de laminação atinge boa integridade de sinal, com a camada de sinal adjacente à camada de aterramento, a camada de potência emparelhada com a camada de aterramento, a impedância de cada camada de roteamento pode ser bem controlada e ambas as camadas podem absorver bem as linhas magnéticas .Além disso, pode fornecer um melhor caminho de retorno para cada camada de sinal sob a condição de fornecimento e formação completos de energia.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Para este esquema, este esquema só se aplica ao caso em que a densidade do dispositivo não é muito alta.Esta camada tem todas as vantagens da camada superior, e o plano de aterramento das camadas superior e inferior é relativamente completo, o que pode ser usado como uma melhor camada de blindagem.É importante observar que a camada de potência deve estar próxima à camada que não é o plano do componente principal, pois o plano inferior será mais completo.Portanto, o desempenho do EMI é melhor que o primeiro esquema.
Resumo: Para o esquema de placa de seis camadas, o espaçamento entre a camada de potência e o aterramento deve ser minimizado para obter boa potência e acoplamento ao aterramento.Porém, embora a espessura da placa de 62mil e o espaçamento entre as camadas sejam reduzidos, ainda é difícil controlar o espaçamento muito pequeno entre a fonte de energia principal e a camada de solo.Em comparação com o primeiro esquema e o segundo esquema, o custo do segundo esquema aumenta bastante.Portanto, geralmente escolhemos a primeira opção quando empilhamos.Durante o projeto, siga as regras 20H e as regras da camada espelhada.
D.Laminação de oito camadas
1, devido à baixa capacidade de absorção eletromagnética e grande impedância de potência, esta não é uma boa forma de laminação.Sua estrutura é a seguinte:
1. Superfície do componente do sinal 1, camada de fiação microstrip
2. camada de roteamento microstrip interna do sinal 2, boa camada de roteamento (direção X)
3.Terreno
4. Camada de roteamento de linha de faixa de sinal 3, boa camada de roteamento (direção Y)
5. Camada de roteamento de cabo do sinal 4
6. Potência
7. Camada de fiação microstrip interna do sinal 5
8. Camada de fiação Microstrip do Sinal 6
2. É uma variante do terceiro modo de empilhamento.Devido à adição da camada de referência, possui melhor desempenho EMI e a impedância característica de cada camada de sinal pode ser bem controlada
1. Superfície do componente do sinal 1, camada de fiação microstrip, boa camada de fiação
2. Estrato terrestre, boa capacidade de absorção de ondas eletromagnéticas
3.Sinal 2 Camada de roteamento de cabo.Boa camada de roteamento de cabos
4. Camada de energia e os seguintes estratos constituem excelente absorção eletromagnética 5. Estrato de solo
6. Camada de roteamento de cabo do sinal 3.Boa camada de roteamento de cabos
7. Formação de energia, com grande impedância de potência
8. Camada de cabo microstrip de sinal 4.Boa camada de cabo
3, O melhor modo de empilhamento, porque o uso de plano de referência de solo multicamadas tem capacidade de absorção geomagnética muito boa.
1. Superfície do componente do sinal 1, camada de fiação microstrip, boa camada de fiação
2. Estrato terrestre, boa capacidade de absorção de ondas eletromagnéticas
3.Sinal 2 Camada de roteamento de cabo.Boa camada de roteamento de cabos
4. Camada de energia e os seguintes estratos constituem excelente absorção eletromagnética 5. Estrato de solo
6. Camada de roteamento de cabo do sinal 3.Boa camada de roteamento de cabos
7. Estrato terrestre, melhor capacidade de absorção de ondas eletromagnéticas
8. Camada de cabo microstrip de sinal 4.Boa camada de cabo
A escolha de quantas camadas usar e como usar as camadas depende do número de redes de sinal na placa, densidade do dispositivo, densidade do PIN, frequência do sinal, tamanho da placa e muitos outros fatores.Precisamos levar esses fatores em consideração.Quanto maior for o número de redes de sinal, maior será a densidade do dispositivo, quanto maior for a densidade do PIN, maior será a frequência do design do sinal que deve ser adoptada, tanto quanto possível.Para um bom desempenho de EMI, é melhor garantir que cada camada de sinal tenha sua própria camada de referência.
Horário da postagem: 26 de junho de 2023