पीसीबी स्टैकअप डिज़ाइन विधि

लैमिनेटेड डिज़ाइन मुख्य रूप से दो नियमों का अनुपालन करता है:

1. प्रत्येक वायरिंग परत में एक आसन्न संदर्भ परत (पावर या ग्राउंड परत) होनी चाहिए;
2. बड़ी युग्मन क्षमता प्रदान करने के लिए आसन्न मुख्य विद्युत परत और जमीन की परत को न्यूनतम दूरी पर रखा जाना चाहिए;

 

उदाहरण के स्पष्टीकरण के लिए निम्नलिखित दो-परत बोर्ड से आठ-परत बोर्ड तक के स्टैक को सूचीबद्ध करता है:

1. एक तरफा पीसीबी बोर्ड और दो तरफा पीसीबी बोर्ड स्टैक

दो-परत बोर्डों के लिए, परतों की कम संख्या के कारण, अब लेमिनेशन की समस्या नहीं है।नियंत्रण ईएमआई विकिरण मुख्य रूप से वायरिंग और लेआउट से माना जाता है;

सिंगल-लेयर बोर्ड और डबल-लेयर बोर्ड की विद्युत चुम्बकीय संगतता अधिक से अधिक प्रमुख हो गई है।इस घटना का मुख्य कारण यह है कि सिग्नल लूप क्षेत्र बहुत बड़ा है, जो न केवल मजबूत विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्पन्न करता है, बल्कि सर्किट को बाहरी हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशील भी बनाता है।सर्किट की विद्युत चुम्बकीय अनुकूलता में सुधार करने के लिए, कुंजी सिग्नल के लूप क्षेत्र को कम करना सबसे आसान तरीका है।

मुख्य संकेत: विद्युत चुम्बकीय अनुकूलता के दृष्टिकोण से, मुख्य संकेत मुख्य रूप से उन संकेतों को संदर्भित करते हैं जो मजबूत विकिरण उत्पन्न करते हैं और ऐसे संकेत जो बाहरी दुनिया के प्रति संवेदनशील होते हैं।जो सिग्नल मजबूत विकिरण उत्पन्न कर सकते हैं वे आम तौर पर आवधिक सिग्नल होते हैं, जैसे घड़ियों या पते के निम्न-क्रम सिग्नल।जो सिग्नल हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशील होते हैं वे निचले स्तर वाले एनालॉग सिग्नल होते हैं।

सिंगल और डबल-लेयर बोर्ड आमतौर पर 10KHz से कम आवृत्ति वाले एनालॉग डिज़ाइन में उपयोग किए जाते हैं:

1) एक ही परत पर पावर ट्रेस को रेडियल रूप से रूट किया जाता है, और लाइनों की कुल लंबाई कम से कम की जाती है;

2) बिजली और जमीन के तार चलाते समय, वे एक-दूसरे के करीब होने चाहिए;कुंजी सिग्नल तार के बगल में एक ग्राउंड तार रखें, और यह ग्राउंड तार सिग्नल तार के जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए।इस तरह, एक छोटा लूप क्षेत्र बनता है और बाहरी हस्तक्षेप के प्रति विभेदक मोड विकिरण की संवेदनशीलता कम हो जाती है।जब सिग्नल तार के बगल में एक ग्राउंड तार जोड़ा जाता है, तो सबसे छोटे क्षेत्र वाला एक लूप बनता है, और सिग्नल करंट निश्चित रूप से अन्य ग्राउंड तारों के बजाय इस लूप को लेगा।

3) यदि यह एक डबल-लेयर सर्किट बोर्ड है, तो आप सर्किट बोर्ड के दूसरी तरफ, सिग्नल लाइन के ठीक नीचे, सिग्नल लाइन के साथ एक ग्राउंड वायर बिछा सकते हैं, और पहली लाइन यथासंभव चौड़ी होनी चाहिए।इस तरह से बना लूप क्षेत्र सर्किट बोर्ड की मोटाई को सिग्नल लाइन की लंबाई से गुणा करने के बराबर होता है।

 

दो और चार परत वाले लेमिनेट

1. SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;

उपरोक्त दो लेमिनेटेड डिज़ाइनों के लिए, संभावित समस्या पारंपरिक 1.6 मिमी (62मिलि) बोर्ड मोटाई के लिए है।परत रिक्ति बहुत बड़ी हो जाएगी, जो न केवल प्रतिबाधा, इंटरलेयर युग्मन और परिरक्षण को नियंत्रित करने के लिए प्रतिकूल है;विशेष रूप से, पावर ग्राउंड विमानों के बीच बड़ी दूरी बोर्ड कैपेसिटेंस को कम करती है और शोर को फ़िल्टर करने के लिए अनुकूल नहीं है।

पहली योजना के लिए, इसे आमतौर पर उस स्थिति पर लागू किया जाता है जहां बोर्ड पर अधिक चिप्स होते हैं।इस प्रकार की योजना बेहतर एसआई प्रदर्शन प्राप्त कर सकती है, यह ईएमआई प्रदर्शन के लिए बहुत अच्छा नहीं है, मुख्य रूप से वायरिंग और अन्य विवरणों को नियंत्रित करने के लिए।मुख्य ध्यान: जमीन की परत को सबसे घने सिग्नल के साथ सिग्नल परत की कनेक्टिंग परत पर रखा जाता है, जो विकिरण को अवशोषित करने और दबाने के लिए फायदेमंद है;20H नियम को प्रतिबिंबित करने के लिए बोर्ड का क्षेत्रफल बढ़ाएँ।

दूसरे समाधान के लिए, इसका उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब बोर्ड पर चिप का घनत्व काफी कम होता है और चिप के चारों ओर पर्याप्त क्षेत्र होता है (आवश्यक पावर तांबे की परत रखें)।इस योजना में, पीसीबी की बाहरी परत ग्राउंड लेयर है, और बीच की दो परतें सिग्नल/पावर परतें हैं।सिग्नल परत पर बिजली की आपूर्ति एक विस्तृत लाइन के साथ रूट की जाती है, जिससे बिजली आपूर्ति की पथ प्रतिबाधा कम हो सकती है, और सिग्नल माइक्रोस्ट्रिप पथ की प्रतिबाधा भी कम होती है, और आंतरिक परत सिग्नल विकिरण को भी परिरक्षित किया जा सकता है बाहरी परत.ईएमआई नियंत्रण के दृष्टिकोण से, यह उपलब्ध सर्वोत्तम 4-लेयर पीसीबी संरचना है।

मुख्य ध्यान: सिग्नल और पावर मिक्सिंग परतों की मध्य दो परतों के बीच की दूरी को चौड़ा किया जाना चाहिए, और क्रॉसस्टॉक से बचने के लिए वायरिंग की दिशा लंबवत होनी चाहिए;20H नियम को प्रतिबिंबित करने के लिए बोर्ड क्षेत्र को उचित रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए;यदि आप वायरिंग प्रतिबाधा को नियंत्रित करना चाहते हैं, तो उपरोक्त समाधान को तारों को रूट करने में बहुत सावधानी बरतनी चाहिए। इसे बिजली की आपूर्ति और ग्राउंडिंग के लिए तांबे के द्वीप के नीचे व्यवस्थित किया गया है।इसके अलावा, डीसी और कम-आवृत्ति कनेक्टिविटी सुनिश्चित करने के लिए बिजली आपूर्ति या जमीन की परत पर तांबे को जितना संभव हो उतना आपस में जोड़ा जाना चाहिए।

 

 

तीन, छह-परत लेमिनेट

उच्च चिप घनत्व और उच्च घड़ी आवृत्ति वाले डिज़ाइन के लिए, 6-परत बोर्ड डिज़ाइन पर विचार किया जाना चाहिए, और स्टैकिंग विधि की सिफारिश की जाती है:

1. एसआईजी-जीएनडी-एसआईजी-पीडब्लूआर-जीएनडी-एसआईजी;

इस तरह की योजना के लिए, इस तरह की लेमिनेटेड योजना बेहतर सिग्नल अखंडता प्राप्त कर सकती है, सिग्नल परत जमीन की परत से सटी होती है, बिजली की परत और जमीन की परत जोड़ी जाती है, प्रत्येक वायरिंग परत की प्रतिबाधा को बेहतर ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है, और दो स्ट्रेटम चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को अच्छी तरह से अवशोषित कर सकता है।और जब बिजली की आपूर्ति और जमीन की परत पूरी हो जाती है, तो यह प्रत्येक सिग्नल परत के लिए बेहतर रिटर्न पथ प्रदान कर सकता है।

2. GND-SIG-GND-PWR-SIG –GND;

इस प्रकार की योजना के लिए, इस प्रकार की योजना केवल उस स्थिति के लिए उपयुक्त है जब डिवाइस का घनत्व बहुत अधिक न हो, इस प्रकार के लेमिनेशन में ऊपरी लेमिनेशन के सभी फायदे होते हैं, और ऊपर और नीचे की परतों का जमीनी तल अपेक्षाकृत अधिक होता है पूर्ण, जिसका उपयोग बेहतर परिरक्षण परत के रूप में किया जा सकता है।यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पावर परत उस परत के करीब होनी चाहिए जो मुख्य घटक सतह नहीं है, क्योंकि निचली परत का तल अधिक पूर्ण होगा।इसलिए, ईएमआई प्रदर्शन पहले समाधान से बेहतर है।

सारांश: छह-परत बोर्ड योजना के लिए, अच्छी शक्ति और ग्राउंड कपलिंग प्राप्त करने के लिए पावर परत और ग्राउंड लेयर के बीच की दूरी को कम किया जाना चाहिए।हालाँकि, हालांकि बोर्ड की मोटाई 62 मिलियन है और परत के बीच की दूरी कम हो गई है, मुख्य बिजली आपूर्ति और जमीन की परत के बीच की दूरी को छोटा होने से नियंत्रित करना आसान नहीं है।पहली योजना की तुलना दूसरी योजना से करने पर दूसरी योजना की लागत काफी बढ़ जाएगी।इसलिए, स्टैकिंग करते समय हम आमतौर पर पहला विकल्प चुनते हैं।डिज़ाइन करते समय, 20H नियम और मिरर लेयर नियम डिज़ाइन का पालन करें।

चार और आठ परत वाले लेमिनेट

1. खराब विद्युत चुम्बकीय अवशोषण और बड़ी बिजली आपूर्ति प्रतिबाधा के कारण यह एक अच्छी स्टैकिंग विधि नहीं है।इसकी संरचना इस प्रकार है:
1. सिग्नल 1 घटक सतह, माइक्रोस्ट्रिप वायरिंग परत
2. सिग्नल 2 आंतरिक माइक्रोस्ट्रिप वायरिंग परत, बेहतर वायरिंग परत (एक्स दिशा)
3.जमीन
4. सिग्नल 3 स्ट्रिपलाइन रूटिंग लेयर, बेहतर रूटिंग लेयर (Y दिशा)
5.सिग्नल 4 स्ट्रिपलाइन रूटिंग परत
6. शक्ति
7. सिग्नल 5 आंतरिक माइक्रोस्ट्रिप वायरिंग परत
8.सिग्नल 6 माइक्रोस्ट्रिप ट्रेस परत

2. यह तीसरी स्टैकिंग विधि का एक प्रकार है।संदर्भ परत के जुड़ने के कारण, इसमें बेहतर ईएमआई प्रदर्शन है, और प्रत्येक सिग्नल परत की विशेषता प्रतिबाधा को अच्छी तरह से नियंत्रित किया जा सकता है
1. सिग्नल 1 घटक सतह, माइक्रोस्ट्रिप वायरिंग परत, अच्छी वायरिंग परत
2. ग्राउंड स्ट्रेटम, अच्छी विद्युत चुम्बकीय तरंग अवशोषण क्षमता
3. सिग्नल 2 स्ट्रिपलाइन रूटिंग लेयर, अच्छी रूटिंग लेयर
4. पावर पावर परत, नीचे जमीन की परत के साथ उत्कृष्ट विद्युत चुम्बकीय अवशोषण बनाती है 5. जमीन की परत
6. सिग्नल 3 स्ट्रिपलाइन रूटिंग लेयर, अच्छी रूटिंग लेयर
7. पावर स्ट्रेटम, बड़ी बिजली आपूर्ति प्रतिबाधा के साथ
8.सिग्नल 4 माइक्रोस्ट्रिप वायरिंग परत, अच्छी वायरिंग परत

3. सबसे अच्छी स्टैकिंग विधि, मल्टी-लेयर ग्राउंड रेफरेंस प्लेन के उपयोग के कारण, इसमें बहुत अच्छी भू-चुंबकीय अवशोषण क्षमता होती है।
1. सिग्नल 1 घटक सतह, माइक्रोस्ट्रिप वायरिंग परत, अच्छी वायरिंग परत
2. ग्राउंड स्ट्रेटम, बेहतर विद्युत चुम्बकीय तरंग अवशोषण क्षमता
3. सिग्नल 2 स्ट्रिपलाइन रूटिंग लेयर, अच्छी रूटिंग लेयर
4.पावर पावर परत, 5.ग्राउंड ग्राउंड परत के नीचे जमीन की परत के साथ उत्कृष्ट विद्युत चुम्बकीय अवशोषण बनाती है
6. सिग्नल 3 स्ट्रिपलाइन रूटिंग लेयर, अच्छी रूटिंग लेयर
7. ग्राउंड स्ट्रेटम, बेहतर विद्युत चुम्बकीय तरंग अवशोषण क्षमता
8.सिग्नल 4 माइक्रोस्ट्रिप वायरिंग परत, अच्छी वायरिंग परत

यह कैसे चुनें कि डिज़ाइन में बोर्ड की कितनी परतों का उपयोग किया जाता है और उन्हें कैसे स्टैक किया जाए यह कई कारकों पर निर्भर करता है जैसे कि बोर्ड पर सिग्नल नेटवर्क की संख्या, डिवाइस घनत्व, पिन घनत्व, सिग्नल आवृत्ति, बोर्ड आकार इत्यादि।हमें इन कारकों पर व्यापक रूप से विचार करना चाहिए।अधिक सिग्नल नेटवर्क के लिए, डिवाइस घनत्व जितना अधिक होगा, पिन घनत्व उतना अधिक होगा और सिग्नल आवृत्ति जितनी अधिक होगी, मल्टीलेयर बोर्ड डिज़ाइन को यथासंभव अपनाया जाना चाहिए।अच्छा ईएमआई प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, यह सुनिश्चित करना सबसे अच्छा है कि प्रत्येक सिग्नल परत की अपनी संदर्भ परत हो।