Ο σχεδιασμός με πλαστικοποίηση συμμορφώνεται κυρίως με δύο κανόνες:
1. Κάθε επίπεδο καλωδίωσης πρέπει να έχει ένα παρακείμενο επίπεδο αναφοράς (επίπεδο ισχύος ή γείωσης).
2. Το γειτονικό κύριο στρώμα ισχύος και το στρώμα γείωσης θα πρέπει να διατηρούνται σε ελάχιστη απόσταση για να παρέχουν μεγαλύτερη χωρητικότητα σύζευξης.
Παρακάτω παρατίθεται η στοίβα από πλακέτα δύο στρώσεων έως πλακέτα οκτώ στρώσεων για παράδειγμα επεξήγησης:
1. Μονόπλευρη πλακέτα PCB και στοίβα πλακέτας PCB διπλής όψης
Για τις πλακέτες δύο στρώσεων, λόγω του μικρού αριθμού στρώσεων, δεν υπάρχει πλέον πρόβλημα πλαστικοποίησης. Η ακτινοβολία EMI ελέγχου λαμβάνεται κυρίως από την καλωδίωση και τη διάταξη.
Η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα των πλακετών μονής και διπλής στρώσης έχει γίνει ολοένα και πιο εμφανής. Ο κύριος λόγος για αυτό το φαινόμενο είναι ότι η περιοχή του βρόχου σήματος είναι πολύ μεγάλη, γεγονός που όχι μόνο παράγει ισχυρή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, αλλά καθιστά και το κύκλωμα ευαίσθητο σε εξωτερικές παρεμβολές. Για να βελτιωθεί η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα του κυκλώματος, ο ευκολότερος τρόπος είναι να μειωθεί η περιοχή του βρόχου του σήματος κλειδιού.
Βασικό σήμα: Από την άποψη της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας, τα βασικά σήματα αναφέρονται κυρίως σε σήματα που παράγουν ισχυρή ακτινοβολία και σε σήματα που είναι ευαίσθητα στον εξωτερικό κόσμο. Τα σήματα που μπορούν να παράγουν ισχυρή ακτινοβολία είναι γενικά περιοδικά σήματα, όπως σήματα χαμηλής τάξης ρολογιών ή διευθύνσεων. Τα σήματα που είναι ευαίσθητα σε παρεμβολές είναι αναλογικά σήματα με χαμηλότερα επίπεδα.
Οι πλακέτες μονής και διπλής στρώσης χρησιμοποιούνται συνήθως σε αναλογικά σχέδια χαμηλής συχνότητας κάτω από 10KHz:
1) Τα ίχνη ισχύος στο ίδιο επίπεδο δρομολογούνται ακτινικά και το συνολικό μήκος των γραμμών ελαχιστοποιείται.
2) Κατά την τοποθέτηση των καλωδίων τροφοδοσίας και γείωσης, θα πρέπει να βρίσκονται κοντά το ένα στο άλλο. Τοποθετήστε ένα καλώδιο γείωσης δίπλα στο καλώδιο σήματος κλειδιού και αυτό το καλώδιο γείωσης θα πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο καλώδιο σήματος. Με αυτόν τον τρόπο, σχηματίζεται μια μικρότερη περιοχή βρόχου και μειώνεται η ευαισθησία της ακτινοβολίας διαφορικής λειτουργίας σε εξωτερικές παρεμβολές. Όταν προστίθεται ένα καλώδιο γείωσης δίπλα στο καλώδιο σήματος, σχηματίζεται ένας βρόχος με τη μικρότερη περιοχή και το ρεύμα σήματος σίγουρα θα καταλάβει αυτόν τον βρόχο αντί για άλλα καλώδια γείωσης.
3) Εάν πρόκειται για πλακέτα κυκλώματος διπλής στρώσης, μπορείτε να τοποθετήσετε ένα καλώδιο γείωσης κατά μήκος της γραμμής σήματος στην άλλη πλευρά της πλακέτας κυκλώματος, ακριβώς κάτω από τη γραμμή σήματος, και η πρώτη γραμμή πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο φαρδιά. Η περιοχή βρόχου που σχηματίζεται με αυτόν τον τρόπο είναι ίση με το πάχος της πλακέτας κυκλώματος πολλαπλασιασμένο με το μήκος της γραμμής σήματος.
Δύο και τέσσερα στρώματα ελασμάτων
1. SIG–GND(PWR)–PWR (GND)–SIG;
2. Γείωση–SIG(PWR)–SIG(PWR)–Γείωση;
Για τα δύο παραπάνω σχέδια με πολυστρωματική επένδυση, το πιθανό πρόβλημα αφορά το παραδοσιακό πάχος της πλακέτας 1,6 mm (62 mil). Η απόσταση μεταξύ των στρώσεων θα γίνει πολύ μεγάλη, κάτι που δεν είναι μόνο δυσμενές για τον έλεγχο της σύνθετης αντίστασης, της σύζευξης μεταξύ των στρώσεων και της θωράκισης, αλλά και για τη μεγάλη απόσταση μεταξύ των επιπέδων γείωσης ισχύος που μειώνει την χωρητικότητα της πλακέτας και δεν ευνοεί το φιλτράρισμα του θορύβου.
Για το πρώτο σχήμα, εφαρμόζεται συνήθως σε περιπτώσεις όπου υπάρχουν περισσότερα τσιπ στην πλακέτα. Αυτό το είδος σχήματος μπορεί να επιτύχει καλύτερη απόδοση SI, αλλά δεν είναι πολύ καλό για την απόδοση EMI, κυρίως μέσω της καλωδίωσης και άλλων λεπτομερειών ελέγχου. Κύρια προσοχή: Το στρώμα γείωσης τοποθετείται στο συνδετικό στρώμα του στρώματος σήματος με το πυκνότερο σήμα, το οποίο είναι ευεργετικό για την απορρόφηση και την καταστολή της ακτινοβολίας. Αυξήστε την επιφάνεια της πλακέτας για να αντικατοπτρίσετε τον κανόνα των 20H.
Όσον αφορά τη δεύτερη λύση, χρησιμοποιείται συνήθως όταν η πυκνότητα του τσιπ στην πλακέτα είναι αρκετά χαμηλή και υπάρχει αρκετή περιοχή γύρω από το τσιπ (τοποθετήστε το απαιτούμενο στρώμα χαλκού ισχύος). Σε αυτό το σχήμα, το εξωτερικό στρώμα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) είναι το στρώμα γείωσης και τα δύο μεσαία στρώματα είναι στρώματα σήματος/ισχύος. Η τροφοδοσία στο στρώμα σήματος δρομολογείται με μια φαρδιά γραμμή, η οποία μπορεί να κάνει τη σύνθετη αντίσταση του ρεύματος τροφοδοσίας χαμηλή, και η σύνθετη αντίσταση της διαδρομής της μικρολωρίδας σήματος είναι επίσης χαμηλή, και η ακτινοβολία σήματος του εσωτερικού στρώματος μπορεί επίσης να θωρακιστεί από το εξωτερικό στρώμα. Από την άποψη του ελέγχου EMI, αυτή είναι η καλύτερη δομή PCB 4 στρωμάτων που διατίθεται.
Κύρια προσοχή: Η απόσταση μεταξύ των δύο μεσαίων στρωμάτων των στρωμάτων ανάμειξης σήματος και ισχύος πρέπει να διευρυνθεί και η κατεύθυνση της καλωδίωσης πρέπει να είναι κάθετη για να αποφευχθεί η παρεμβολή. Η περιοχή της πλακέτας πρέπει να ελέγχεται κατάλληλα ώστε να αντικατοπτρίζει τον κανόνα των 20H. Εάν θέλετε να ελέγξετε την αντίσταση καλωδίωσης, η παραπάνω λύση θα πρέπει να είναι πολύ προσεκτική στην δρομολόγηση των καλωδίων. Είναι τοποθετημένη κάτω από το χάλκινο νησί για τροφοδοσία ρεύματος και γείωση. Επιπλέον, ο χαλκός στο τροφοδοτικό ή στο στρώμα γείωσης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν περισσότερο διασυνδεδεμένος για να εξασφαλιστεί η συνδεσιμότητα DC και χαμηλών συχνοτήτων.
Τρία, έξι στρώσεων laminate
Για σχέδια με υψηλότερη πυκνότητα τσιπ και υψηλότερη συχνότητα ρολογιού, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η σχεδίαση πλακέτας 6 στρώσεων και συνιστάται η μέθοδος στοίβαξης:
1. SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
Για αυτό το είδος σχήματος, αυτό το είδος πολυστρωματικού σχήματος μπορεί να επιτύχει καλύτερη ακεραιότητα σήματος, το στρώμα σήματος είναι δίπλα στο στρώμα γείωσης, το στρώμα ισχύος και το στρώμα γείωσης είναι ζευγαρωμένα, η σύνθετη αντίσταση κάθε στρώματος καλωδίωσης μπορεί να ελεγχθεί καλύτερα και το στρώμα μπορεί να απορροφήσει καλά τις γραμμές μαγνητικού πεδίου. Και όταν η τροφοδοσία ρεύματος και το στρώμα γείωσης είναι ολοκληρωμένα, μπορεί να παρέχει μια καλύτερη διαδρομή επιστροφής για κάθε στρώμα σήματος.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;
Για αυτό το είδος σχήματος, αυτό το είδος σχήματος είναι κατάλληλο μόνο για την περίπτωση που η πυκνότητα της συσκευής δεν είναι πολύ υψηλή. Αυτό το είδος ελασματοποίησης έχει όλα τα πλεονεκτήματα της άνω ελασματοποίησης και το επίπεδο γείωσης των άνω και κάτω στρωμάτων είναι σχετικά πλήρες, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καλύτερο στρώμα θωράκισης. Πρέπει να σημειωθεί ότι το στρώμα ισχύος πρέπει να βρίσκεται κοντά στο στρώμα που δεν είναι η κύρια επιφάνεια του συστατικού, επειδή το επίπεδο του κάτω στρώματος θα είναι πιο πλήρες. Επομένως, η απόδοση EMI είναι καλύτερη από την πρώτη λύση.
Σύνοψη: Για το σχέδιο σανίδας έξι στρώσεων, η απόσταση μεταξύ του στρώματος ισχύος και του στρώματος εδάφους θα πρέπει να ελαχιστοποιηθεί για να επιτευχθεί καλή σύνδεση ισχύος και γείωσης. Ωστόσο, παρόλο που το πάχος της σανίδας είναι 62mil και η απόσταση μεταξύ των στρώσεων είναι μειωμένη, δεν είναι εύκολο να ελεγχθεί η μικρή απόσταση μεταξύ της κύριας τροφοδοσίας και του στρώματος εδάφους. Συγκρίνοντας το πρώτο σχέδιο με το δεύτερο σχέδιο, το κόστος του δεύτερου σχεδίου θα αυξηθεί σημαντικά. Επομένως, συνήθως επιλέγουμε την πρώτη επιλογή κατά τη στοίβαξη. Κατά το σχεδιασμό, ακολουθήστε τον κανόνα των 20H και τον κανόνα του κατοπτρικού στρώματος.
Πολυστρωματικά υλικά τεσσάρων και οκτώ στρώσεων
1. Αυτή δεν είναι μια καλή μέθοδος στοίβαξης λόγω της κακής ηλεκτρομαγνητικής απορρόφησης και της μεγάλης σύνθετης αντίστασης του τροφοδοτικού. Η δομή της έχει ως εξής:
1. Επιφάνεια στοιχείου σήματος 1, στρώμα καλωδίωσης μικρολωρίδας
2. Σήμα 2 εσωτερική μικρολωρίδα καλωδίωσης, καλύτερο στρώμα καλωδίωσης (κατεύθυνση Χ)
3. Έδαφος
4. Σήμα 3 στρώσης δρομολόγησης stripline, καλύτερο στρώμα δρομολόγησης (κατεύθυνση Y)
5. Σήμα 4 στρώσεων δρομολόγησης ταινιών
6. Δύναμη
7. Στρώμα καλωδίωσης εσωτερικής μικρολωρίδας Signal 5
8. Σήμα 6 μικρολωρίδων ίχνους
2. Είναι μια παραλλαγή της τρίτης μεθόδου στοίβαξης. Λόγω της προσθήκης του στρώματος αναφοράς, έχει καλύτερη απόδοση EMI και η χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση κάθε στρώματος σήματος μπορεί να ελεγχθεί καλά.
1. Επιφάνεια σήματος 1 στοιχείου, στρώμα καλωδίωσης μικρολωρίδας, στρώμα καλής καλωδίωσης
2. Επίγειο στρώμα, καλή ικανότητα απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
3. Σήμα 2 στρώσης δρομολόγησης stripline, καλό στρώμα δρομολόγησης
4. Στρώμα ισχύος, που σχηματίζει εξαιρετική ηλεκτρομαγνητική απορρόφηση με το στρώμα εδάφους κάτω από 5. Στρώμα εδάφους
6. Σήμα 3 στρωμνής δρομολόγησης, καλό στρώμα δρομολόγησης
7. Στρώμα ισχύος, με μεγάλη σύνθετη αντίσταση τροφοδοσίας
8. Σήμα 4 μικρολωρίδων καλωδίωσης, καλό στρώμα καλωδίωσης
3. Η καλύτερη μέθοδος στοίβαξης, λόγω της χρήσης πολυστρωματικών επιπέδων αναφοράς εδάφους, έχει πολύ καλή γεωμαγνητική ικανότητα απορρόφησης.
1. Επιφάνεια σήματος 1 στοιχείου, στρώμα καλωδίωσης μικρολωρίδας, στρώμα καλής καλωδίωσης
2. Επίγειο στρώμα, καλύτερη ικανότητα απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
3. Σήμα 2 στρώσης δρομολόγησης stripline, καλό στρώμα δρομολόγησης
4. Στρώμα ισχύος, που σχηματίζει εξαιρετική ηλεκτρομαγνητική απορρόφηση με το στρώμα εδάφους κάτω από το στρώμα εδάφους 5. Στρώμα εδάφους
6. Σήμα 3 στρωμνής δρομολόγησης, καλό στρώμα δρομολόγησης
7. Επίγειο στρώμα, καλύτερη ικανότητα απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
8. Σήμα 4 μικρολωρίδων καλωδίωσης, καλό στρώμα καλωδίωσης
Ο τρόπος επιλογής του αριθμού των στρώσεων πλακετών που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό και ο τρόπος στοίβαξής τους εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως ο αριθμός των δικτύων σήματος στην πλακέτα, η πυκνότητα της συσκευής, η πυκνότητα των PIN, η συχνότητα σήματος, το μέγεθος της πλακέτας κ.ο.κ. Πρέπει να λάβουμε υπόψη αυτούς τους παράγοντες με ολοκληρωμένο τρόπο. Για περισσότερα δίκτυα σήματος, όσο υψηλότερη είναι η πυκνότητα της συσκευής, τόσο υψηλότερη είναι η πυκνότητα των PIN και όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα του σήματος, θα πρέπει να υιοθετηθεί όσο το δυνατόν περισσότερο ο σχεδιασμός της πλακέτας πολλαπλών στρώσεων. Για να επιτευχθεί καλή απόδοση EMI, είναι καλύτερο να διασφαλιστεί ότι κάθε στρώμα σήματος έχει το δικό του στρώμα αναφοράς.