Na splošno obstajata dve glavni pravili za laminirano oblikovanje:
1. Vsaka plast usmerjanja mora imeti sosednjo referenčno plast (napajanje ali formacija);
2. Sosednja glavna napajalna plast in tla morajo biti na minimalni razdalji, da se zagotovi velika sklopna kapacitivnost;
Sledi primer dvoslojnega do osemslojnega sklada:
A. enostranska tiskana vezja in dvostranska tiskana vezja, laminirana
Pri dveh slojih, ker je število slojev majhno, ni težav z laminiranjem. Nadzor sevanja EMI se v glavnem upošteva pri ožičenju in postavitvi;
Elektromagnetna združljivost enoslojnih in dvoslojnih plošč postaja vse bolj izrazita. Glavni razlog za ta pojav je prevelika površina signalne zanke, ki ne le povzroča močno elektromagnetno sevanje, temveč tudi občutljivo vezje na zunanje motnje. Najenostavnejši način za izboljšanje elektromagnetne združljivosti linije je zmanjšanje površine zanke kritičnega signala.
Kritični signal: Z vidika elektromagnetne združljivosti se kritični signal nanaša predvsem na signal, ki proizvaja močno sevanje in je občutljiv na zunanji svet. Signali, ki lahko proizvajajo močno sevanje, so običajno periodični signali, kot so nizki signali ur ali naslovov. Signali, občutljivi na motnje, so tisti z nizkimi ravnmi analognih signalov.
Enoslojne in dvoslojne plošče se običajno uporabljajo v nizkofrekvenčnih simulacijskih modelih pod 10 kHz:
1) Napajalne kable napeljite radialno na isti plasti in čim bolj zmanjšajte vsoto dolžin vodov;
2) Pri speljanju napajalne in ozemljitvene žice čim bližje drug drugemu; ozemljitveno žico položite čim bližje signalni žici ključa. Tako se oblikuje manjša površina zanke in zmanjša občutljivost diferencialnega sevanja na zunanje motnje. Ko se poleg signalne žice doda ozemljitvena žica, se oblikuje vezje z najmanjšo površino in signalni tok mora biti usmerjen skozi to vezje in ne po drugi ozemljitveni poti.
3) Če gre za dvoslojno vezje, je lahko na drugi strani vezja, blizu signalne linije spodaj, vzdolž signalne linije napeljana ozemljitvena žica, linija je čim širša. Nastala površina vezja je enaka debelini vezja, pomnoženi z dolžino signalne linije.
B. Laminacija štirih slojev
1. Sig-gnd (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
Pri obeh laminiranih izvedbah je potencialna težava tradicionalna debelina plošče 1,6 mm (62 mil). Razmik med plastmi bo postal velik, kar ne bo le ugodno za krmilno impedanco, medplastno sklopitev in zaščito; zlasti velik razmik med plastmi napajalnika zmanjša kapacitivnost plošč in ne bo ugodno za filtriranje šuma.
Prva shema se običajno uporablja v primeru velikega števila čipov na plošči. Ta shema lahko doseže boljšo SI zmogljivost, vendar EMI zmogljivost ni tako dobra, kar je v glavnem odvisno od ožičenja in drugih podrobnosti. Glavna pozornost: Oblika je nameščena v signalni plasti najgostejše signalne plasti, kar prispeva k absorpciji in dušenju sevanja; Povečajte površino plošče, da odražate pravilo 20H.
Druga shema se običajno uporablja tam, kjer je gostota čipov na plošči dovolj nizka in je okoli čipa dovolj površine za namestitev potrebne bakrene prevleke za napajanje. Pri tej shemi je zunanja plast tiskanega vezja v celoti plast, srednji dve plasti pa sta signalna/napajalna plast. Napajalnik na signalni plasti je speljan s široko linijo, kar lahko zmanjša impedanco poti napajalnega toka in impedanco signalne mikrotrakaste poti, kar lahko tudi zaščiti notranje signalno sevanje skozi zunanjo plast. Z vidika nadzora EMI je to najboljša 4-plastna struktura tiskanega vezja, ki je na voljo.
Glavna pozornost: srednji dve plasti signala, razmik med plastmi za mešanje moči mora biti odprt, smer linije je navpična, izogibajte se presluhu; ustrezno območje nadzorne plošče, ki odraža pravila 20H; če je treba nadzorovati impedanco žic, zelo previdno položite žice pod bakrene otoke napajalnika in ozemljite. Poleg tega morata biti napajalnik ali bakrena polaganja čim bolj medsebojno povezana, da se zagotovi enosmerna in nizkofrekvenčna povezljivost.
C. Laminacija šestih plasti plošč
Za zasnovo z visoko gostoto čipov in visoko taktno frekvenco je treba upoštevati zasnovo 6-plastne plošče. Priporočljiva je metoda laminiranja:
1.SIG-GND-SIG-NAPAJALNIK-GND-SIG;
Pri tej shemi laminacijska shema dosega dobro integriteto signala, saj signalna plast meji na ozemljitveno plast, napajalna plast pa je povezana z ozemljitveno plastjo, impedanco vsake usmerjevalne plasti pa je mogoče dobro nadzorovati, obe plasti pa lahko dobro absorbirata magnetne linije. Poleg tega lahko zagotovi boljšo povratno pot za vsako signalno plast pod pogojem popolnega napajanja in oblikovanja.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Pri tej shemi velja le v primeru, ko gostota naprav ni zelo visoka. Ta plast ima vse prednosti zgornje plasti, ozemljitvena ravnina zgornje in spodnje plasti pa je relativno popolna, kar se lahko uporabi kot boljša zaščitna plast. Pomembno je omeniti, da mora biti napajalna plast blizu plasti, ki ni glavna komponentna ravnina, ker bo spodnja ravnina bolj popolna. Zato je delovanje EMI boljše kot pri prvi shemi.
Povzetek: Pri shemi šestplastne plošče je treba razmik med napajalno plastjo in ozemljitvijo čim bolj zmanjšati, da se doseže dobra povezava med močjo in ozemljitvijo. Vendar pa je kljub zmanjšani debelini plošče 62 mil in razmiku med plastmi še vedno težko nadzorovati zelo majhen razmik med glavnim virom napajanja in ozemljitveno plastjo. V primerjavi s prvo in drugo shemo so stroški druge sheme močno povečani. Zato pri zlaganju običajno izberemo prvo možnost. Med načrtovanjem upoštevamo pravila 20H in pravila zrcalne plasti.
D. Laminacija osmih plasti
1. Zaradi slabe elektromagnetne absorpcijske sposobnosti in velike impedance to ni dober način laminiranja. Njegova struktura je naslednja:
1. Signal 1 komponentna površina, plast mikrotrakastega ožičenja
2. Signal 2 notranja plast usmerjanja mikrotrakaste povezave, dobra plast usmerjanja (smer X)
3. Tla
4. Signal 3 Strip line usmerjevalna plast, dobra usmerjevalna plast (smer Y)
5. Signal 4 Plast za napeljavo kablov
6. Moč
7. Signal 5 notranja plast mikrotrakastega ožičenja
8. Signal 6 Mikrotrakasta ožičena plast
2. Gre za različico tretjega načina zlaganja. Zaradi dodatka referenčne plasti ima boljše elektromagnetne motnje, karakteristično impedanco vsake signalne plasti pa je mogoče dobro nadzorovati.
1. Signal 1 komponentna površina, plast mikrotrakaste žice, dobra plast ožičenja
2. Talna plast, dobra sposobnost absorpcije elektromagnetnih valov
3. Signal 2 Plast za usmerjanje kablov. Dobra plast za usmerjanje kablov
4. Močna plast in naslednje plasti zagotavljajo odlično elektromagnetno absorpcijo 5. Talna plast
6. Signal 3 Plast za napeljavo kablov. Dobra plast za napeljavo kablov
7. Oblikovanje moči z veliko impedanco moči
8. Signal 4 Mikrotrakasta plast kabla. Dobra plast kabla
3, Najboljši način zlaganja, ker ima uporaba večplastne referenčne ravnine tal zelo dobro geomagnetno absorpcijsko sposobnost.
1. Signal 1 komponentna površina, plast mikrotrakaste žice, dobra plast ožičenja
2. Talna plast, dobra sposobnost absorpcije elektromagnetnih valov
3. Signal 2 Plast za usmerjanje kablov. Dobra plast za usmerjanje kablov
4. Močna plast in naslednje plasti zagotavljajo odlično elektromagnetno absorpcijo 5. Talna plast
6. Signal 3 Plast za napeljavo kablov. Dobra plast za napeljavo kablov
7. Talna plast, boljša sposobnost absorpcije elektromagnetnih valov
8. Signal 4 Mikrotrakasta plast kabla. Dobra plast kabla
Izbira števila in načina uporabe plasti je odvisna od števila signalnih omrežij na plošči, gostote naprav, gostote PIN-ov, signalne frekvence, velikosti plošče in številnih drugih dejavnikov. Te dejavnike moramo upoštevati. Večje kot je število signalnih omrežij, višja je gostota naprave, višja je gostota PIN-ov in višja je frekvenca signalne zasnove, kolikor je le mogoče. Za dobro delovanje EMI je najbolje zagotoviti, da ima vsaka signalna plast svojo referenčno plast.
Čas objave: 26. junij 2023
