Generellt sett finns det två huvudregler för laminerad design:
1. Varje routinglager måste ha ett angränsande referenslager (strömförsörjning eller formation);
2. Det intilliggande huvudkraftskiktet och jorden bör hållas på ett minimalt avstånd för att ge en stor kopplingskapacitans;
Följande är ett exempel på en stapel med två till åtta lager:
A. Enkelsidigt kretskort och dubbelsidigt kretskort laminerat
För två lager, eftersom antalet lager är litet, finns det inga lamineringsproblem. EMI-strålningskontroll beaktas huvudsakligen utifrån ledningsdragning och layout;
Den elektromagnetiska kompatibiliteten hos enskikts- och tvåskiktsplattor blir alltmer framträdande. Den främsta orsaken till detta fenomen är att signalslingans area är för stor, vilket inte bara producerar stark elektromagnetisk strålning, utan också gör kretsen känslig för externa störningar. Det enklaste sättet att förbättra en lednings elektromagnetiska kompatibilitet är att minska slingans area för en kritisk signal.
Kritisk signal: Ur elektromagnetisk kompatibilitetsperspektiv avser en kritisk signal huvudsakligen den signal som producerar stark strålning och är känslig för omvärlden. De signaler som kan producera stark strålning är vanligtvis periodiska signaler, såsom låga signaler från klockor eller adresser. Störningskänsliga signaler är de med låga nivåer av analoga signaler.
Enkel- och dubbelskiktsplattor används vanligtvis i lågfrekventa simuleringsdesigner under 10 kHz:
1) Dra kraftkablarna radiellt på samma lager och minimera summan av ledningarnas längd;
2) När du går strömförsörjningen och jordledningen, lägg dem nära varandra; lägg en jordledning nära nyckelsignalledningen så nära som möjligt. På så sätt bildas en mindre slingarea och känsligheten hos differentialstrålning för externa störningar minskar. När en jordledning läggs till bredvid signalledningen bildas en krets med den minsta arean, och signalströmmen måste ledas genom denna krets snarare än den andra jordvägen.
3) Om det är ett dubbelskiktat kretskort kan det placeras på andra sidan av kretskortet, nära signalledningen nedanför, längs signalledningsduken med en jordledning, en så bred linje som möjligt. Den resulterande kretsarean är lika med kretskortets tjocklek multiplicerad med signalledningens längd.
B. Laminering av fyra lager
1. Sig-jord (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
För båda dessa laminerade konstruktioner är det potentiella problemet med den traditionella plattjockleken på 1,6 mm (62 mil). Skiktavståndet blir stort, vilket inte bara bidrar till styrimpedans, mellanskiktskoppling och skärmning; i synnerhet minskar det stora avståndet mellan strömförsörjningsskikten plattans kapacitans och är inte gynnsamt för brusfiltrering.
För det första schemat används det vanligtvis vid ett stort antal chip på kortet. Detta schema kan ge bättre SI-prestanda, men EMI-prestandan är inte så bra, vilket huvudsakligen styrs av ledningar och andra detaljer. Huvuduppmärksamhet: Formationen placeras i signalskiktet med det tätaste signalskiktet, vilket bidrar till absorption och undertryckning av strålning; Öka plattans area för att återspegla 20H-regeln.
För det andra schemat används det vanligtvis där chipdensiteten på kortet är tillräckligt låg och det finns tillräckligt med area runt chipet för att placera den erforderliga kopparbeläggningen. I detta schema består det yttre lagret av kretskortet helt av stratum, och de två mellersta lagren består av signal-/effektlager. Strömförsörjningen på signallagret är dragen med en bred ledning, vilket kan göra strömförsörjningsströmmens banimpedans låg, och impedansen för signalmikrostripbanan är också låg, vilket kan skydda den inre signalstrålningen genom det yttre lagret. Ur EMI-kontrollsynpunkt är detta den bästa tillgängliga 4-lagers-kretskortstrukturen.
Huvuduppmärksamhet: De två mittersta signallagren, avståndet mellan effektblandningslagren bör vara öppet, linjens riktning ska vara vertikal för att undvika överhörning. Lämplig kontrollpanelyta, som återspeglar 20H-reglerna. Om ledningarnas impedans ska kontrolleras, lägg ledningarna mycket noggrant under kopparöarna i strömförsörjningen och jord. Dessutom bör strömförsörjningen eller kopparförläggningen vara sammankopplad så mycket som möjligt för att säkerställa DC- och lågfrekvensanslutning.
C. Laminering av sex lager plattor
För design av hög chipdensitet och hög klockfrekvens bör design av 6-lagerskort övervägas. Lamineringsmetoden rekommenderas:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
För detta schema uppnår lamineringsschemat god signalintegritet, med signalskiktet intill jordskiktet, effektskiktet parat med jordskiktet, kan impedansen för varje routingskikt kontrolleras väl, och båda skikten kan absorbera magnetiska linjer väl. Dessutom kan det ge bättre returväg för varje signalskikt under förutsättning att strömförsörjningen och bildningen är fullständig.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
För detta schema gäller detta schema endast i fall där komponenttätheten inte är särskilt hög. Detta lager har alla fördelar med det övre lagret, och jordplanet för det övre och nedre lagret är relativt komplett, vilket kan användas som ett bättre skärmningslager. Det är viktigt att notera att effektlagret bör vara nära lagret som inte är huvudkomponentplanet, eftersom bottenplanet blir mer komplett. Därför är EMI-prestandan bättre än det första schemat.
Sammanfattning: För schemat med sexlagerskort bör avståndet mellan kraftlagret och jord minimeras för att få god kraft- och jordkoppling. Även om plattjockleken på 62 mm och avståndet mellan lagren minskas, är det fortfarande svårt att hålla avståndet mellan huvudkraftkällan och jordlagret så litet som möjligt. Jämfört med det första och det andra schemat ökar kostnaden för det andra schemat kraftigt. Därför väljer vi vanligtvis det första alternativet när vi staplar. Under designen följer vi 20H-reglerna och reglerna för spegellager.
D. Laminering av åtta lager
1. På grund av den dåliga elektromagnetiska absorptionskapaciteten och den höga effektimpedansen är detta inte ett bra sätt att laminera. Dess struktur är följande:
1. Signal 1 komponentyta, mikrostrip-ledningslager
2. Signal 2 internt mikrostrip-routinglager, bra routinglager (X-riktning)
3. Mark
4. Signal 3 Strip linjedragningslager, bra routningslager (Y-riktning)
5. Signal 4 Kabeldragningslager
6. Kraft
7. Signal 5 internt mikrostrip-ledningslager
8. Signal 6 Mikrostrip-ledningslager
2. Det är en variant av det tredje staplingsläget. Tack vare tillägget av referenslager har det bättre EMI-prestanda, och den karakteristiska impedansen för varje signallager kan kontrolleras väl.
1. Signal 1-komponentyta, mikrostrip-ledningslager, bra ledningslager
2. Markskikt, god absorptionsförmåga för elektromagnetiska vågor
3. Signal 2 Kabeldragningslager. Bra kabeldragningslager
4. Kraftskiktet och följande skikt utgör utmärkt elektromagnetisk absorption. 5. Jordskiktet
6. Signal 3 Kabeldragningslager. Bra kabeldragningslager
7. Kraftbildning, med stor effektimpedans
8. Signal 4 Microstrip-kabellager. Bra kabellager
3, Det bästa staplingsläget, eftersom användningen av ett flerskiktat markreferensplan har mycket god geomagnetisk absorptionskapacitet.
1. Signal 1-komponentyta, mikrostrip-ledningslager, bra ledningslager
2. Markskikt, god absorptionsförmåga för elektromagnetiska vågor
3. Signal 2 Kabeldragningslager. Bra kabeldragningslager
4. Kraftskiktet och följande skikt utgör utmärkt elektromagnetisk absorption. 5. Jordskiktet
6. Signal 3 Kabeldragningslager. Bra kabeldragningslager
7. Markskikt, bättre absorptionsförmåga för elektromagnetiska vågor
8. Signal 4 Microstrip-kabellager. Bra kabellager
Valet av hur många lager som ska användas och hur lagren ska användas beror på antalet signalnätverk på kortet, enhetstätheten, PIN-tätheten, signalfrekvensen, kortets storlek och många andra faktorer. Vi måste ta hänsyn till dessa faktorer. Ju fler signalnätverk det finns, desto högre enhetstäthet, desto högre PIN-täthet och desto högre frekvens bör signaldesignen användas så långt det är möjligt. För god EMI-prestanda är det bäst att se till att varje signallager har sitt eget referenslager.
Publiceringstid: 26 juni 2023
