Генерално, постоје два главна правила за ламинирани дизајн:
1. Сваки слој рутирања мора имати суседни референтни слој (напајање или формација);
2. Суседни главни слој напајања и земља треба да буду на минималној удаљености како би се обезбедио велики капацитет спрезања;
Следи пример двослојног до осамслојног стека:
Једнострана ПЦБ плоча и двострана ПЦБ плоча ламинирана
За два слоја, пошто је број слојева мали, нема проблема са ламинацијом. Контрола ЕМИ зрачења се углавном разматра на основу ожичења и распореда;
Електромагнетна компатибилност једнослојних и двослојних плоча постаје све израженија. Главни разлог за ову појаву је тај што је површина сигналне петље превелика, што не само да производи јако електромагнетно зрачење, већ и чини коло осетљивим на спољашње сметње. Најједноставнији начин за побољшање електромагнетне компатибилности линије је смањење површине петље критичног сигнала.
Критични сигнал: Са становишта електромагнетне компатибилности, критични сигнал се углавном односи на сигнал који производи јако зрачење и осетљив је на спољашњи свет. Сигнали који могу да произведу јако зрачење су обично периодични сигнали, као што су ниски сигнали тактова или адреса. Сигнали осетљиви на сметње су они са ниским нивоима аналогних сигнала.
Једнослојне и двослојне плоче се обично користе у нискофреквентним симулацијама испод 10KHz:
1) Положите каблове за напајање радијално на истом слоју и минимизирајте збир дужина водова;
2) Приликом постављања жице за напајање и уземљења, близу једна другој; Положите жицу за уземљење близу жице кључног сигнала што је могуће ближе. На тај начин се формира мања површина петље и смањује се осетљивост диференцијалног модалног зрачења на спољашње сметње. Када се жица за уземљење дода поред сигналне жице, формира се коло са најмањом површином, а струја сигнала мора бити усмерена кроз ово коло, а не кроз другу путању уземљења.
3) Ако је у питању двослојна штампана плоча, може се на другој страни штампане плоче, близу сигналне линије испод, дуж сигналне линије поставити жицу за уземљење, што је могуће ширу линију. Добијена површина кола једнака је дебљини штампане плоче помноженој са дужином сигналне линије.
Б. Ламинација четири слоја
1. Сиг-гнд (ПВР)-ПВР (ГНД)-СИГ;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Код оба ова ламинирана дизајна, потенцијални проблем је традиционална дебљина плоче од 1,6 мм (62 мила). Размак између слојева ће постати велики, што не само да погодује контролној импеданси, међуслојном спрезању и заштити; посебно, велики размак између слојева напајања смањује капацитет плоче и не погодује филтрирању шума.
За прву шему, она се обично користи у случају великог броја чипова на плочи. Ова шема може постићи боље SI перформансе, али EMI перформансе нису тако добре, што се углавном контролише ожичењем и другим детаљима. Главна пажња: Формација је постављена у сигналном слоју најгушћег сигналног слоја, што погодује апсорпцији и сузбијању зрачења; Повећајте површину плоче да бисте одразили правило 20H.
За другу шему, обично се користи тамо где је густина чипова на плочи довољно ниска и постоји довољно површине око чипа за постављање потребног бакарног премаза за напајање. У овој шеми, спољашњи слој штампане плоче је потпуно слојевит, а средња два слоја су слој сигнал/напајање. Напајање на сигналном слоју је усмерено широком линијом, што може смањити импедансу путање струје напајања, а импеданса путање сигналне микротраке је такође ниска, а такође може заштитити унутрашње сигнално зрачење кроз спољашњи слој. Са становишта контроле електромагнетних сметњи, ово је најбоља доступна четворослојна структура штампане плоче.
Главна пажња: средња два слоја сигнала, размак слојева за мешање снаге треба да буде отворен, смер линије је вертикалан, избегавајте преслушавање; Одговарајућа површина контролне табле, која одражава правила 20H; Ако се импеданса жица треба контролисати, веома пажљиво положите жице испод бакарних острва напајања и уземљења. Поред тога, напајање или полагање бакра треба да буду што је више могуће међусобно повезани како би се осигурала једносмерна и нискофреквентна повезаност.
C. Ламинација шест слојева плоча
За дизајн са високом густином чипова и високом тактном фреквенцијом, треба размотрити дизајн плоче са 6 слојева. Препоручује се метод ламинације:
1. СИГ-ГНД-СИГ-НАПАЈАЊЕ-ГНД-СИГ;
За ову шему, шема ламинације постиже добар интегритет сигнала, са слојем сигнала поред слоја уземљења, слојем напајања упареним са слојем уземљења, импеданса сваког слоја усмеравања може се добро контролисати, а оба слоја могу добро апсорбовати магнетне линије. Поред тога, може обезбедити бољи повратни пут за сваки слој сигнала под условом потпуног напајања и формирања.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
За ову шему, ова шема се примењује само у случају када густина уређаја није веома висока. Овај слој има све предности горњег слоја, а уземљење горњег и доњег слоја је релативно комплетно, што се може користити као бољи заштитни слој. Важно је напоменути да слој напајања треба да буде близу слоја који није главна раван компоненти, јер ће доња раван бити комплетнија. Стога су ЕМИ перформансе боље него код прве шеме.
Резиме: За шему шестослојне плоче, размак између слоја напајања и уземљења треба минимизирати како би се постигла добра спрега између напајања и уземљења. Међутим, иако су дебљина плоче од 62 мила и размак између слојева смањени, и даље је тешко контролисати размак између главног извора напајања и слоја уземљења тако да буде веома мали. У поређењу са првом и другом шемом, трошкови друге шеме су знатно повећани. Стога, обично бирамо прву опцију када слажемо. Током пројектовања, пратите правила 20H и правила слоја огледала.
D. Ламинација осам слојева
1, Због лошег електромагнетног апсорпционог капацитета и велике импедансе снаге, ово није добар начин ламинације. Његова структура је следећа:
1. Сигнал 1 површина компоненте, слој микротракастог ожичења
2. Сигнал 2 интерни слој за рутирање микротраке, добар слој за рутирање (X правац)
3. Приземље
4. Слој рутирања 3-слојне линије сигнала, добар слој рутирања (Y смер)
5. Сигнал 4 слој за усмеравање кабла
6. Снага
7. Сигнал 5 унутрашњи слој микротракастог ожичења
8. Сигнал 6 Микротракасти слој ожичења
2. То је варијанта трећег режима слагања. Због додавања референтног слоја, има боље ЕМИ перформансе, а карактеристична импеданса сваког сигналног слоја може се добро контролисати.
1. Сигнал 1 површина компоненте, слој микротракастог ожичења, добар слој ожичења
2. Земљани слој, добра способност апсорпције електромагнетних таласа
3. Слој за усмеравање каблова Сигнал 2. Добар слој за усмеравање каблова
4. Енергетски слој и следећи слојеви представљају одличну електромагнетну апсорпцију 5. Приземни слој
6. Сигнал 3 слој за усмеравање каблова. Добар слој за усмеравање каблова
7. Формирање снаге, са великом импедансом снаге
8. Сигнал 4 Микротракасти слој кабла. Добар слој кабла
3, Најбољи начин слагања, јер употреба вишеслојне референтне равни тла има веома добар геомагнетни апсорпциони капацитет.
1. Сигнал 1 површина компоненте, слој микротракастог ожичења, добар слој ожичења
2. Земљани слој, добра способност апсорпције електромагнетних таласа
3. Слој за усмеравање каблова Сигнал 2. Добар слој за усмеравање каблова
4. Енергетски слој и следећи слојеви представљају одличну електромагнетну апсорпцију 5. Приземни слој
6. Сигнал 3 слој за усмеравање каблова. Добар слој за усмеравање каблова
7. Земљани слој, боља способност апсорпције електромагнетних таласа
8. Сигнал 4 Микротракасти слој кабла. Добар слој кабла
Избор колико слојева користити и како користити слојеве зависи од броја сигналних мрежа на плочи, густине уређаја, густине ПИН-ова, фреквенције сигнала, величине плоче и многих других фактора. Морамо узети у обзир ове факторе. Што је већи број сигналних мрежа, већа је густина уређаја, што је већа густина ПИН-ова, већа фреквенција сигнала треба да се усвоји колико год је то могуће. За добре ЕМИ перформансе најбоље је осигурати да сваки сигнални слој има свој референтни слој.
Време објаве: 26. јун 2023.
