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pcb設計之疊層操作方式

time : 2019-03-11 10:30       作者:蜜柚app二维码安卓下载pcb

pcb設計中層疊構造設計對產品本錢、產品EMC的好壞都有直接的影響。板層的增加,便當了布線,但也增加了本錢。pcb設計的時分需求思索各方麵的需求,以到達最佳的均衡。
在完成元器件的pcb設計預規劃後,普通需求對pcb設計的布線瓶頸處停止重點剖析。分離其他EDA工具剖析電路板的布線密度;再綜合有特殊布線請求的信號線如差分線、敏感信號線等的數量和品種來肯定信號層的層數;然後依據電源的品種、隔離和抗幹擾的請求來肯定內電層的數目。
電路板的層數越多,特殊信號層、地層和電源層的排列組合的品種也就越多。
(1)信號層應該與一個內電層相鄰(內部電源/地層),應用內電層的大銅膜來為信號層提供屏蔽。
(2)內部電源層和地層之間應該嚴密耦合,也就是說,內部電源層和地層之間的介質厚度應該取較小的值。
(3)電路中的高速信號傳輸層應該是信號中間層,並且夾在兩個內電層之間。這樣兩個內電層的銅膜能夠為高速信號傳輸提供電磁屏蔽,同時也能有效地將高速信號的輻射限製在兩個內電層之間,不對外形成幹擾。
(4)防止兩個信號層直接相鄰。相鄰的信號層之間容易引入串擾,從而招致電路功用失效。在兩信號層之間參加地平麵能夠有效地防止串擾。
(5)多個接地的內電層能夠有效地降低接地阻抗。例如,A信號層和B信號層采用各自單獨的地平麵,能夠有效地降低共模幹擾。
(6)統籌層構造的對稱性。
常見的疊層pcb設計:
下麵轉載自—–>一到八層電路板的疊層pcb設計方式
一、單麵板和雙麵板的疊層
關於兩層板來說,由於板層數量少,曾經不存在疊層的問題。控製EMI輻射主要從pcb設計中布線和規劃來思索;
單層板和雙層板的電磁兼容問題越來越突出。形成這種現象的主要緣由就是因是信號回路麵積過大,不隻產生了較強的電磁輻射,而且使電路對外界幹擾敏感。要改善線路的電磁兼容性,最簡單的辦法是減小關鍵信號的回路麵積。
關鍵信號:從電磁兼容的角度思索,關鍵信號主要指產生較強輻射的信號和對外界敏感的信號。可以產生較強輻射的信號普通是周期性信號,如時鍾或地址的低位信號。對幹擾敏感的信號是指那些電平較低的模仿信號。
單、雙層板通常運用在低於10KHz的低頻模仿設計中:
1. 在同一層的電源走線以輻射狀走線,並最小化線的長度總和;
2. 走電源、地線時,互相靠近;在關鍵信號線邊上布一條地線,這條地線應盡量靠近信號線。這樣就構成了較小的回路麵積,減小差模輻射對外界幹擾的敏感度。當信號線的旁邊加一條地線後,就構成了一個麵積最小的回路,信號電流肯定會取道這個回路,而不是其它地線途徑。
3. 假如是雙層線路板,能夠在線路板的另一麵,緊靠近信號線的下麵,沿著信號線布一條地線,一線盡量寬些。這樣構成的回路麵積等於pcb設計線路板的厚度乘以信號線的長度。
二、四層板的疊層
引薦疊層方式:
2.1 SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;
2.2 GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
關於以上兩種疊層pcb設計,潛在的問題是關於傳統的1.6mm(62mil)板厚。層間距將會變得很大,不隻不利於控製阻抗,層間耦合及屏蔽;特別是電源地層之間間距很大,降低了板電容,不利於濾除噪聲。
關於第一種計劃,通常應用於板上芯片較多的狀況。這種計劃可得到較好的SI性能,關於EMI性能來說並不是很好,主要要經過走線及其他細節來控製。主要留意:地層放在信號最密集的信號層的相連層,有利於吸收和抑止輻射;增大板麵積,表現20H規則。
三、六層板的疊層
關於芯片密度較大、時鍾頻率較高的設計應思索6層板的設計
引薦疊層方式:
3.1 SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
關於這種計劃,這種疊層計劃可得到較好的信號完好性,信號層與接地層相鄰,電源層和接地層配對,每個走線層的阻抗都可較好控製,且兩個地層都是能良好的吸收磁力線。並且在電源、地層完好的狀況下能為每個信號層都提供較好的回流途徑。
3.2 GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;
關於這種計劃,該種計劃隻適用於器件密度不是很高的狀況,這種疊層具有上麵疊層的一切優點,並且這樣頂層和底層的地平麵比擬完好,能作為一個較好的屏蔽層來運用。需求留意的是電源層要靠近非主元件麵的那一層,由於底層的平麵會更完好。因而,EMI性能要比第一種計劃好。
小結:關於六層板的計劃,電源層與地層之間的間距應盡量減小,以取得好的電源、地耦合。但62mil的板厚,層間距固然得到減小,還是不容易把主電源與地層之間的間距控製得很小。比照第一種計劃與第二種計劃,第二種計劃本錢要大大增加。因而,蜜柚app二维码安卓下载疊層時通常選擇第一種計劃。設計時,遵照20H規則和鏡像層規則設計
四、八層板的疊層
八層板通常運用下麵三種疊層方式
4.1 由於差的電磁吸收才能和大的電源阻抗招致這種不是一種好的疊層方式。它的構造如下:
1 Signal 1 元件麵、微帶走線層
2 Signal 2 內部微帶走線層,較好的走線層(X方向)
3 Ground
4 Signal 3 帶狀線走線層,較好的走線層(Y方向)
5 Signal 4 帶狀線走線層
6 Power
7 Signal 5 內部微帶走線層
8 Signal 6 微帶走線層
4.2 是第三種疊層方式的變種,由於增加了參考層,具有較好的EMI性能,各信號層的特性阻抗能夠很好的控製
1 Signal 1 元件麵、微帶走線層,好的走線層
2 Ground 地層,較好的電磁波吸收才能
3 Signal 2 帶狀線走線層,好的走線層
4 Power 電源層,與下麵的地層構成優秀的電磁吸收
5 Ground 地層
6 Signal 3 帶狀線走線層,好的走線層
7 Power 地層,具有較大的電源阻抗
8 Signal 4 微帶走線層,好的走線層
4.3 最佳疊層方式,由於多層地參考平麵的運用具有十分好的地磁吸收才能。
1 Signal 1 元件麵、微帶走線層,好的走線層
2 Ground 地層,較好的電磁波吸收才能
3 Signal 2 帶狀線走線層,好的走線層
4 Power 電源層,與下麵的地層構成優秀的電磁吸收
5 Ground 地層
6 Signal 3 帶狀線走線層,好的走線層
7 Ground 地層,較好的電磁波吸收才能
8 Signal 4 微帶走線層,好的走線層
五、小結
關於如何選擇pcb設計用幾層板和用什麽方式的疊層,要依據電路板上信號網絡的數量,器件密度,PIN密度,信號的頻率,板的大小等許多要素。關於這些要素蜜柚app安卓要綜合思索。關於信號網絡的數量越多,器件密度越大,PIN密度越大,信號的頻率越高的設計應盡量采用多層板pcb設計。為得到好的EMI性能最好保證每個信號層都有本人的參考層。