به طور کلی، دو قانون اصلی برای طراحی لمینت وجود دارد:
1. هر لایه مسیریابی باید یک لایه مرجع مجاور (منبع تغذیه یا سازند) داشته باشد.
2. لایه برق اصلی مجاور و زمین باید در حداقل فاصله نگه داشته شوند تا ظرفیت کوپلینگ بزرگی فراهم شود.
در زیر نمونه ای از پشته دو لایه تا هشت لایه است:
A. برد PCB یک طرفه و برد PCB دو طرفه چند لایه
برای دو لایه چون تعداد لایه ها کم است مشکل لمینیت وجود ندارد. کنترل تابش EMI عمدتاً از سیم کشی و طرح در نظر گرفته می شود.
سازگاری الکترومغناطیسی صفحات تک لایه و دو لایه بیش از پیش برجسته می شود. دلیل اصلی این پدیده این است که ناحیه حلقه سیگنال بیش از حد بزرگ است که نه تنها تابش الکترومغناطیسی قوی ایجاد می کند، بلکه مدار را به تداخل خارجی حساس می کند. ساده ترین راه برای بهبود سازگاری الکترومغناطیسی یک خط، کاهش ناحیه حلقه یک سیگنال بحرانی است.
سیگنال بحرانی: از منظر سازگاری الکترومغناطیسی، سیگنال بحرانی عمدتاً به سیگنالی اطلاق می شود که تشعشع قوی تولید می کند و به دنیای خارج حساس است. سیگنال هایی که می توانند تشعشعات قوی تولید کنند معمولا سیگنال های دوره ای هستند، مانند سیگنال های پایین ساعت ها یا آدرس ها. سیگنال های حساس به تداخل آنهایی هستند که سطح سیگنال های آنالوگ پایینی دارند.
صفحات تک لایه و دو لایه معمولا در طرح های شبیه سازی فرکانس پایین زیر 10 کیلوهرتز استفاده می شوند:
1) کابل های برق را در همان لایه به صورت شعاعی هدایت کنید و مجموع طول خطوط را به حداقل برسانید.
2) هنگام راه رفتن منبع تغذیه و سیم زمین، نزدیک به یکدیگر. یک سیم زمین را تا حد امکان نزدیک سیم سیگنال کلید قرار دهید. بنابراین، یک منطقه حلقه کوچکتر تشکیل می شود و حساسیت تابش حالت دیفرانسیل به تداخل خارجی کاهش می یابد. هنگامی که یک سیم زمین در کنار سیم سیگنال اضافه می شود، مداری با کمترین مساحت تشکیل می شود و جریان سیگنال باید از طریق این مدار به جای مسیر زمین دیگر هدایت شود.
3) اگر یک برد مدار دو لایه است، می تواند در طرف دیگر برد مدار، نزدیک به خط سیگنال زیر، در امتداد خط سیگنال یک سیم زمین، یک خط تا حد امکان گسترده باشد. مساحت مدار حاصل برابر است با ضخامت برد مدار ضرب در طول خط سیگنال.
ب.لمینیت چهار لایه
1. Sig-gnd (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
برای هر دوی این طرح های چند لایه، مشکل بالقوه مربوط به ضخامت صفحه 1.6 میلی متری (62 میلی متر) سنتی است. فاصله لایه‌ها بزرگ می‌شود، نه تنها برای کنترل امپدانس، اتصال بین لایه‌ای و محافظ مفید است. به ویژه، فاصله زیاد بین لایه های منبع تغذیه، ظرفیت صفحه را کاهش می دهد و برای فیلتر کردن نویز مناسب نیست.
برای طرح اول، معمولاً در مورد تعداد زیادی تراشه روی تخته استفاده می شود. این طرح می تواند عملکرد SI بهتری داشته باشد، اما عملکرد EMI چندان خوب نیست، که عمدتاً توسط سیم کشی و جزئیات دیگر کنترل می شود. توجه اصلی: سازند در لایه سیگنال متراکم ترین لایه سیگنال قرار می گیرد که منجر به جذب و سرکوب تابش می شود. برای منعکس کردن قانون 20H، سطح صفحه را افزایش دهید.
برای طرح دوم، معمولاً در جاهایی استفاده می شود که چگالی تراشه روی برد به اندازه کافی کم باشد و اطراف تراشه به اندازه کافی برای قرار دادن پوشش مسی با قدرت لازم وجود داشته باشد. در این طرح، لایه بیرونی PCB تمام لایه است و دو لایه میانی لایه سیگنال/توان هستند. منبع تغذیه در لایه سیگنال با یک خط گسترده هدایت می شود که می تواند امپدانس مسیر جریان منبع تغذیه را کم کند و امپدانس مسیر میکرو نوار سیگنال نیز کم است و همچنین می تواند از تشعشع سیگنال داخلی از طریق بیرون محافظت کند. لایه. از نقطه نظر کنترل EMI، این بهترین ساختار PCB 4 لایه موجود است.
توجه اصلی: دو لایه میانی سیگنال، فاصله لایه اختلاط نیرو باید باز شود، جهت خط عمودی است، از تداخل اجتناب کنید. منطقه پانل کنترل مناسب، منعکس کننده قوانین 20H؛ اگر قرار است امپدانس سیم ها کنترل شود، سیم ها را با دقت در زیر جزایر مسی منبع تغذیه و زمین قرار دهید. علاوه بر این، منبع تغذیه یا مس تخمگذار باید تا حد امکان به هم متصل شود تا از اتصال DC و فرکانس پایین اطمینان حاصل شود.
ج.لمینیت شش لایه صفحات
برای طراحی چگالی تراشه بالا و فرکانس کلاک بالا باید طراحی برد 6 لایه در نظر گرفته شود. روش لمینیت توصیه می شود:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
برای این طرح، طرح لمینیت به یکپارچگی سیگنال خوبی می رسد، با لایه سیگنال در مجاورت لایه زمین، لایه قدرت جفت شده با لایه زمین، امپدانس هر لایه مسیریابی را می توان به خوبی کنترل کرد و هر دو لایه می توانند خطوط مغناطیسی را به خوبی جذب کنند. . علاوه بر این، می تواند مسیر بازگشت بهتری را برای هر لایه سیگنال در شرایط تامین برق و تشکیل کامل فراهم کند.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
برای این طرح، این طرح فقط برای مواردی اعمال می شود که تراکم دستگاه خیلی زیاد نباشد. این لایه تمام مزایای لایه بالایی را دارد و سطح زمین لایه بالا و پایین نسبتا کامل است که می توان از آن به عنوان لایه محافظ بهتری استفاده کرد. توجه به این نکته ضروری است که لایه قدرت باید نزدیک لایه ای باشد که صفحه جزء اصلی نیست، زیرا صفحه پایین کاملتر خواهد بود. بنابراین، عملکرد EMI بهتر از طرح اول است.
خلاصه: برای طرح تخته شش لایه، فاصله بین لایه قدرت و زمین باید به حداقل برسد تا توان خوب و اتصال زمین به دست آید. با این حال، اگرچه ضخامت صفحه 62 میل و فاصله بین لایه ها کاهش می یابد، هنوز کنترل فاصله بین منبع برق اصلی و لایه زمین بسیار کم است. در مقایسه با طرح اول و طرح دوم، هزینه طرح دوم بسیار افزایش یافته است. بنابراین، ما معمولاً اولین گزینه را هنگام پشته زدن انتخاب می کنیم. در طول طراحی، قوانین 20H و قوانین لایه آینه را دنبال کنید.
د.لمینیت هشت لایه
1، به دلیل ظرفیت جذب الکترومغناطیسی ضعیف و امپدانس قدرت زیاد، این راه خوبی برای لمینیت نیست. ساختار آن به شرح زیر است:
1. سطح 1 جزء سیگنال، لایه سیم کشی میکرواستریپ
2. لایه مسیریابی میکرو نوار داخلی سیگنال 2، لایه مسیریابی خوب (جهت X)
3. زمین
4. لایه مسیریابی خط نوار 3، لایه مسیریابی خوب (جهت Y)
5. سیگنال 4 لایه مسیریابی کابل
6-قدرت
7. سیگنال 5 لایه سیم کشی میکرو نوار داخلی
8. سیگنال 6 لایه سیم کشی Microstrip
2. این یک نوع از حالت سوم انباشته است. با توجه به اضافه شدن لایه مرجع، عملکرد EMI بهتری دارد و امپدانس مشخصه هر لایه سیگنال را می توان به خوبی کنترل کرد.
1. سطح 1 جزء سیگنال، لایه سیم کشی میکرو نوار، لایه سیم کشی خوب
2. لایه زمین، توانایی جذب امواج الکترومغناطیسی خوب
3. سیگنال 2 لایه مسیریابی کابل. لایه مسیریابی کابل خوب
4. لایه نیرو و لایه های زیر جذب الکترومغناطیسی عالی را تشکیل می دهند. 5. لایه زمین
6. سیگنال 3 لایه مسیریابی کابل. لایه مسیریابی کابل خوب
7. تشکیل قدرت، با امپدانس قدرت بزرگ
8. لایه کابل Microstrip سیگنال 4. لایه کابل خوب
3، بهترین حالت انباشته، زیرا استفاده از صفحه مرجع چند لایه زمین دارای ظرفیت جذب ژئومغناطیسی بسیار خوبی است.
1. سطح 1 جزء سیگنال، لایه سیم کشی میکرو نوار، لایه سیم کشی خوب
2. لایه زمین، توانایی جذب امواج الکترومغناطیسی خوب
3. سیگنال 2 لایه مسیریابی کابل. لایه مسیریابی کابل خوب
4. لایه نیرو و لایه های زیر جذب الکترومغناطیسی عالی را تشکیل می دهند. 5. لایه زمین
6. سیگنال 3 لایه مسیریابی کابل. لایه مسیریابی کابل خوب
7. لایه زمین، توانایی جذب امواج الکترومغناطیسی بهتر
8. لایه کابل Microstrip سیگنال 4. لایه کابل خوب
انتخاب چند لایه و نحوه استفاده از لایه ها به تعداد شبکه های سیگنال روی برد، چگالی دستگاه، تراکم پین، فرکانس سیگنال، اندازه برد و بسیاری عوامل دیگر بستگی دارد. ما باید این عوامل را در نظر بگیریم. هرچه تعداد شبکه های سیگنال بیشتر باشد، تراکم دستگاه بیشتر باشد، تراکم پین بیشتر باشد، فرکانس طراحی سیگنال باید تا آنجا که ممکن است بیشتر باشد. برای عملکرد خوب EMI، بهتر است اطمینان حاصل شود که هر لایه سیگنال دارای لایه مرجع خاص خود است.
زمان ارسال: ژوئن-26-2023
