Ламинираният дизайн отговаря главно на две правила:
1. Всеки слой окабеляване трябва да има съседен референтен слой (захранващ или заземяващ слой);
2. Съседният основен силов слой и заземителният слой трябва да се държат на минимално разстояние, за да се осигури по-голям свързващ капацитет;
Следва примерен обяснение на схемата на преминаване от двуслойна към осемслойна платка:
1. Едностранна печатна платка и двустранен стек от печатни платки
При двуслойните платки, поради малкия брой слоеве, вече няма проблем с ламинирането. Контролът на електромагнитното излъчване се взема предвид главно от окабеляването и оформлението;
Електромагнитната съвместимост на еднослойните и двуслойните платки става все по-очевидна. Основната причина за това явление е, че площта на сигналния контур е твърде голяма, което не само произвежда силно електромагнитно излъчване, но и прави веригата чувствителна към външни смущения. За да се подобри електромагнитната съвместимост на веригата, най-лесният начин е да се намали площта на сигналния контур.
Ключов сигнал: От гледна точка на електромагнитната съвместимост, ключовите сигнали се отнасят главно до сигнали, които произвеждат силно излъчване, и сигнали, които са чувствителни към външния свят. Сигналите, които могат да генерират силно излъчване, обикновено са периодични сигнали, като например нискочестотни сигнали на тактови честоти или адреси. Сигналите, които са чувствителни към смущения, са аналогови сигнали с по-ниски нива.
Еднослойните и двуслойните платки обикновено се използват в нискочестотни аналогови конструкции под 10KHz:
1) Силовите следи на един и същи слой са разположени радиално, а общата дължина на линиите е сведена до минимум;
2) Когато прокарвате захранващите и заземяващите проводници, те трябва да са близо един до друг; поставете заземяващ проводник до ключовия сигнален проводник и този заземяващ проводник трябва да е възможно най-близо до сигналния проводник. По този начин се образува по-малка площ на контура и се намалява чувствителността на диференциалното излъчване към външни смущения. Когато до сигналния проводник се добави заземяващ проводник, се образува контур с най-малка площ и сигналният ток определено ще поеме през този контур, вместо през други заземяващи проводници.
3) Ако е двуслойна платка, можете да положите заземителен проводник по сигналната линия от другата страна на платката, непосредствено под сигналната линия, като първата линия трябва да е възможно най-широка. Площта на контура, образувана по този начин, е равна на дебелината на платката, умножена по дължината на сигналната линия.
Двуслойни и четирислойни ламинати
1. СИГУР－ЗАМАСА(ЗАХРАНВАНЕ)－ЗАМАСА (ЗАХРАНВАНЕ)－СИГУР;
2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND;
За горните два ламинирани дизайна, потенциалният проблем е традиционната дебелина на платката от 1,6 мм (62 мила). Разстоянието между слоевете ще стане много голямо, което е неблагоприятно не само за контрол на импеданса, междуслойното свързване и екранирането; по-специално, голямото разстояние между заземяващите равнини намалява капацитета на платката и не е благоприятно за филтриране на шума.
Първата схема обикновено се прилага в ситуации, когато на платката има повече чипове. Този вид схема може да постигне по-добри SI характеристики, но не е много добра за EMI характеристики, главно чрез окабеляване и други детайли за контрол. Основно внимание: Заземяващият слой се поставя върху свързващия слой на сигналния слой с най-плътния сигнал, което е полезно за абсорбиране и потискане на излъчването; увеличете площта на платката, за да отразите правилото 20H.
Що се отнася до второто решение, то обикновено се използва, когато плътността на чиповете върху платката е достатъчно ниска и има достатъчно площ около чипа (за поставяне на необходимия силов меден слой). В тази схема външният слой на печатната платка е заземяващ слой, а средните два слоя са сигнални/захранващи слоеве. Захранването върху сигналния слой е насочено с широка линия, което може да намали импеданса на пътя на захранващия ток, импедансът на сигналния микролентов път също е нисък, а излъчването на сигнала от вътрешния слой също може да бъде екранирано от външния слой. От гледна точка на EMI контрола, това е най-добрата 4-слойна структура на печатна платка.
Основно внимание: Разстоянието между средните два слоя на слоевете за смесване на сигнала и мощността трябва да бъде увеличено, а посоката на окабеляване трябва да е вертикална, за да се избегне кръстосано смущение; площта на платката трябва да бъде подходящо контролирана, за да отразява правилото 20H; ако искате да контролирате импеданса на окабеляването, горното решение трябва да бъде много внимателно насочено към насочване на проводниците. Те са разположени под медния остров за захранване и заземяване. Освен това, медните проводници на захранващия или заземяващия слой трябва да бъдат свързани помежду си възможно най-добре, за да се осигури DC и нискочестотна свързаност.
Три- и шестслоен ламинат
За конструкции с по-висока плътност на чиповете и по-висока тактова честота трябва да се обмисли 6-слойна конструкция на платката и се препоръчва методът на подреждане:
1. SIG－GND－SIG－PWR－GND－SIG;
При този вид схема, ламинираната схема може да постигне по-добра целостност на сигнала, сигналният слой е в съседство със заземяващия слой, захранващият слой и заземяващият слой са сдвоени, импедансът на всеки проводящ слой може да се контролира по-добре и двата слоя могат да абсорбират добре линиите на магнитното поле. А когато захранващият и заземяващият слой са завършени, това може да осигури по-добър път за връщане на сигнала за всеки сигнален слой.
2. GND－SIG－GND－PWR－SIG－GND;
За този вид схема, този вид схема е подходяща само в ситуация, в която плътността на устройствата не е много висока. Този вид ламиниране има всички предимства на горното ламиниране, а заземяващата равнина на горния и долния слой е сравнително пълна, което може да се използва като по-добър екраниращ слой. Трябва да се отбележи, че силовият слой трябва да е близо до слоя, който не е повърхността на основния компонент, тъй като равнината на долния слой ще бъде по-пълна. Следователно, EMI характеристиките са по-добри от първото решение.
Резюме: При схемата с шестслойна платка, разстоянието между захранващия слой и заземяващия слой трябва да бъде сведено до минимум, за да се получи добро свързване на захранването и земята. Въпреки че дебелината на платката е 62 mil и разстоянието между слоевете е намалено, не е лесно да се контролира разстоянието между основното захранване и заземяващия слой, така че да бъде малко. Сравнявайки първата схема с втората, цената на втората схема ще се увеличи значително. Следователно, обикновено избираме първия вариант при подреждане. При проектиране следвайте правилото 20H и правилото за огледален слой.
Четирислойни и осемслойни ламинати
1. Това не е добър метод за подреждане поради лошо електромагнитно поглъщане и голям импеданс на захранването. Структурата му е следната:
1. Сигнал 1 компонент повърхност, слой микролентово окабеляване
2. Сигнал 2 вътрешен слой микролентово окабеляване, по-добър слой окабеляване (посока X)
3. Земя
4. Signal 3 stripline маршрутизиращ слой, по-добър маршрутизиращ слой (посока Y)
5. Signal 4 stripline маршрутизиращ слой
6. Мощност
7. Signal 5 вътрешен слой микролентово окабеляване
8. Сигнален 6-микролентов следов слой
2. Това е вариант на третия метод на подреждане. Благодарение на добавянето на референтния слой, той има по-добри EMI характеристики и характеристичният импеданс на всеки сигнален слой може да бъде добре контролиран.
1. Сигнал 1 компонентна повърхност, слой микролентово окабеляване, добър слой окабеляване
2. Земен слой, добра способност за поглъщане на електромагнитни вълни
3. Signal 2 stripline маршрутизиращ слой, добър маршрутизиращ слой
4. Силов слой, образуващ отлично електромагнитно поглъщане със заземения слой отдолу 5. Заземен слой
6. Signal 3 stripline маршрутизиращ слой, добър маршрутизиращ слой
7. Захранващ слой, с голям импеданс на захранването
8. Сигнален 4-микролентов слой за окабеляване, добър слой за окабеляване
3. Най-добрият метод за подреждане, благодарение на използването на многослойни наземни референтни равнини, той има много добър геомагнитен абсорбционен капацитет.
1. Сигнал 1 компонентна повърхност, слой микролентово окабеляване, добър слой окабеляване
2. Земен слой, по-добра способност за поглъщане на електромагнитни вълни
3. Signal 2 stripline маршрутизиращ слой, добър маршрутизиращ слой
4. Силов слой, образуващ отлично електромагнитно поглъщане със заземения слой отдолу 5. Заземен слой
6. Signal 3 stripline маршрутизиращ слой, добър маршрутизиращ слой
7. Земен слой, по-добра способност за поглъщане на електромагнитни вълни
8. Сигнален 4-микролентов слой за окабеляване, добър слой за окабеляване
Как да изберем колко слоя платки да се използват в дизайна и как да ги подредим зависи от много фактори, като например броя на сигналните мрежи на платката, плътността на устройствата, плътността на PIN-овете, честотата на сигнала, размера на платката и т.н. Трябва да разгледаме тези фактори по всеобхватен начин. За повече сигнални мрежи, колкото по-висока е плътността на устройствата, толкова по-висока е плътността на PIN-овете и колкото по-висока е честотата на сигнала, толкова по-често трябва да се възприеме многослоен дизайн на платката. За да се получат добри EMI характеристики, най-добре е да се гарантира, че всеки сигнален слой има свой собствен референтен слой.