El disseny laminat compleix principalment dues regles:
1. Cada capa de cablejat ha de tenir una capa de referència adjacent (capa d'alimentació o de terra);
2. La capa d'alimentació principal i la capa de terra adjacents s'han de mantenir a una distància mínima per proporcionar una capacitat d'acoblament més gran;
A continuació es mostra una llista de la pila des de la placa de dues capes fins a la placa de vuit capes, a tall d'exemple:
1. Placa PCB d'una sola cara i pila de plaques PCB de doble cara
Per a plaques de dues capes, a causa del petit nombre de capes, ja no hi ha un problema de laminació. El control de la radiació EMI es considera principalment a partir del cablejat i el disseny;
La compatibilitat electromagnètica de les plaques d'una sola capa i de doble capa s'ha tornat cada cop més prominent. La raó principal d'aquest fenomen és que l'àrea del bucle del senyal és massa gran, cosa que no només produeix una forta radiació electromagnètica, sinó que també fa que el circuit sigui sensible a les interferències externes. Per millorar la compatibilitat electromagnètica del circuit, la manera més fàcil és reduir l'àrea del bucle del senyal clau.
Senyal clau: Des de la perspectiva de la compatibilitat electromagnètica, els senyals clau es refereixen principalment a senyals que produeixen una radiació forta i senyals sensibles al món exterior. Els senyals que poden generar una radiació forta són generalment senyals periòdics, com ara senyals de baix ordre de rellotges o adreces. Els senyals sensibles a les interferències són senyals analògics amb nivells més baixos.
Les plaques d'una i doble capa s'utilitzen normalment en dissenys analògics de baixa freqüència per sota de 10 kHz:
1) Les traces d'energia de la mateixa capa es dirigeixen radialment i es minimitza la longitud total de les línies;
2) Quan feu passar els cables d'alimentació i de terra, han d'estar a prop l'un de l'altre; col·loqueu un cable de terra al costat del cable de senyal clau, i aquest cable de terra ha d'estar el més a prop possible del cable de senyal. D'aquesta manera, es forma una àrea de bucle més petita i es redueix la sensibilitat de la radiació de mode diferencial a les interferències externes. Quan s'afegeix un cable de terra al costat del cable de senyal, es forma un bucle amb l'àrea més petita i el corrent del senyal definitivament passarà per aquest bucle en lloc d'altres cables de terra.
3) Si es tracta d'una placa de circuit de doble capa, podeu col·locar un cable de terra al llarg de la línia de senyal a l'altre costat de la placa de circuit, immediatament a sota de la línia de senyal, i la primera línia ha de ser tan ampla com sigui possible. L'àrea del bucle formada d'aquesta manera és igual al gruix de la placa de circuit multiplicat per la longitud de la línia de senyal.
Laminats de dues i quatre capes
1. SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Per als dos dissenys laminats anteriors, el problema potencial rau en el gruix tradicional de la placa d'1,6 mm (62 mil·límetres). L'espai entre capes esdevindrà molt gran, cosa que no només és desfavorable per controlar la impedància, l'acoblament entre capes i el blindatge; en particular, el gran espai entre els plans de terra de potència redueix la capacitança de la placa i no afavoreix el filtratge del soroll.
El primer esquema s'aplica normalment a situacions on hi ha més xips a la placa. Aquest tipus d'esquema pot aconseguir un millor rendiment SI, però no és gaire bo per al rendiment EMI, principalment a través del cablejat i altres detalls per controlar. Atenció principal: la capa de terra es col·loca a la capa de connexió de la capa de senyal amb el senyal més dens, cosa que és beneficiosa per absorbir i suprimir la radiació; augmenta l'àrea de la placa per reflectir la regla 20H.
Pel que fa a la segona solució, normalment s'utilitza quan la densitat del xip a la placa és prou baixa i hi ha prou àrea al voltant del xip (col·loqueu la capa de coure de potència necessària). En aquest esquema, la capa exterior de la PCB és la capa de terra i les dues capes del mig són capes de senyal/potència. La font d'alimentació a la capa de senyal es dirigeix amb una línia ampla, cosa que pot fer que la impedància del camí del corrent de la font d'alimentació sigui baixa, i la impedància del camí de la microstrip del senyal també sigui baixa, i la radiació del senyal de la capa interna també pot ser protegida per la capa exterior. Des de la perspectiva del control EMI, aquesta és la millor estructura de PCB de 4 capes disponible.
Atenció principal: Cal ampliar la distància entre les dues capes centrals de senyal i mescla d'energia, i la direcció del cablejat ha de ser vertical per evitar la diafonia; l'àrea de la placa s'ha de controlar adequadament per reflectir la regla de les 20H; si voleu controlar la impedància del cablejat, la solució anterior ha de tenir molta cura de canalitzar els cables. Està disposat sota l'illa de coure per a l'alimentació i la connexió a terra. A més, el coure de la font d'alimentació o la capa de terra ha d'estar interconnectat tant com sigui possible per garantir la connectivitat de CC i baixa freqüència.
Laminat de tres o sis capes
Per a dissenys amb una densitat de xips i una freqüència de rellotge més elevades, s'hauria de considerar un disseny de placa de 6 capes i es recomana el mètode d'apilament:
1. SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Per a aquest tipus d'esquema, aquest tipus d'esquema laminat pot obtenir una millor integritat del senyal, la capa de senyal és adjacent a la capa de terra, la capa d'alimentació i la capa de terra estan emparellades, la impedància de cada capa de cablejat es pot controlar millor i dos L'estrat pot absorbir bé les línies de camp magnètic. I quan la font d'alimentació i la capa de terra estan completes, pot proporcionar una millor ruta de retorn per a cada capa de senyal.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;
Per a aquest tipus d'esquema, aquest tipus d'esquema només és adequat per a la situació en què la densitat del dispositiu no és gaire alta. Aquest tipus de laminació té tots els avantatges de la laminació superior i el pla de terra de les capes superior i inferior és relativament complet, cosa que es pot utilitzar com una millor capa de blindatge. Cal tenir en compte que la capa d'energia ha d'estar a prop de la capa que no és la superfície del component principal, ja que el pla de la capa inferior serà més complet. Per tant, el rendiment EMI és millor que la primera solució.
Resum: Per a l'esquema de placa de sis capes, la distància entre la capa d'alimentació i la capa de terra s'ha de minimitzar per obtenir un bon acoblament de potència i terra. Tanmateix, tot i que el gruix de la placa és de 62 mil·límetres i l'espaiat de les capes és reduït, no és fàcil controlar l'espaiat entre la font d'alimentació principal i la capa de terra perquè sigui petit. Si comparem el primer esquema amb el segon, el cost del segon esquema augmentarà considerablement. Per tant, normalment escollim la primera opció a l'hora d'apilar. A l'hora de dissenyar, seguiu la regla de les 20H i la regla de la capa de mirall.
Laminats de quatre i vuit capes
1. Aquest no és un bon mètode d'apilament a causa de la mala absorció electromagnètica i la gran impedància de la font d'alimentació. La seva estructura és la següent:
1. Superfície de component de senyal 1, capa de cablejat de microstrip
2. Capa de cablejat microstrip interna de senyal 2, millor capa de cablejat (direcció X)
3. Terra
4. Capa d'enrutament de línia de senyal 3, millor capa d'enrutament (direcció Y)
5. Capa d'encaminament de línia de senyal 4
6. Poder
7. Capa de cablejat microstrip intern de senyal 5
8. Capa de traça de microstrip de senyal 6
2. És una variant del tercer mètode d'apilament. Gràcies a l'addició de la capa de referència, té un millor rendiment EMI i la impedància característica de cada capa de senyal es pot controlar bé.
1. Superfície de component 1 del senyal, capa de cablejat de microstrip, bona capa de cablejat
2. Estrat terrestre, bona capacitat d'absorció d'ones electromagnètiques
3. Capa d'enrutament de línia de senyal 2, bona capa d'enrutament
4. Capa de potència, formant una excel·lent absorció electromagnètica amb la capa de terra inferior 5. Capa de terra
6. Capa d'enrutament de línia de senyal 3, bona capa d'enrutament
7. Estrat de potència, amb una gran impedància de subministrament d'energia
8. Capa de cablejat de microstrip de senyal 4, bona capa de cablejat
3. El millor mètode d'apilament, a causa de l'ús de plans de referència terrestres multicapa, té una molt bona capacitat d'absorció geomagnètica.
1. Superfície de component 1 del senyal, capa de cablejat de microstrip, bona capa de cablejat
2. Estrat terrestre, millor capacitat d'absorció d'ones electromagnètiques
3. Capa d'enrutament de línia de senyal 2, bona capa d'enrutament
4. Capa de potència, formant una excel·lent absorció electromagnètica amb la capa de terra a sota 5. Capa de terra
6. Capa d'enrutament de línia de senyal 3, bona capa d'enrutament
7. Estrat terrestre, millor capacitat d'absorció d'ones electromagnètiques
8. Capa de cablejat de microstrip de senyal 4, bona capa de cablejat
La manera de triar quantes capes de plaques s'utilitzen en el disseny i com apilar-les depèn de molts factors, com ara el nombre de xarxes de senyal a la placa, la densitat del dispositiu, la densitat de PIN, la freqüència del senyal, la mida de la placa, etc. Hem de considerar aquests factors de manera integral. Per a més xarxes de senyal, com més alta sigui la densitat del dispositiu, més alta serà la densitat de PIN i més alta serà la freqüència del senyal, s'hauria d'adoptar el disseny de placa multicapa tant com sigui possible. Per obtenir un bon rendiment EMI, és millor assegurar-se que cada capa de senyal tingui la seva pròpia capa de referència.