האם אתה מבין את שני הכללים של עיצוב למינציה PCB?

באופן כללי, ישנם שני כללים עיקריים לעיצוב למינציה:

1. לכל שכבת ניתוב חייבת להיות שכבת ייחוס צמודה (ספק כוח או תצורה);

2. יש לשמור על שכבת הכוח הראשית הסמוכה והקרקע במרחק מינימלי כדי לספק קיבול צימוד גדול;

להלן דוגמה של ערימה דו-שכבתית עד שמונה שכבות:
לוח PCB A.single-side ולוח PCB דו צדדי למינציה
עבור שתי שכבות, מכיוון שמספר השכבות קטן, אין בעיית למינציה. בקרת קרינת EMI נחשבת בעיקר מהחיווט והפריסה;

התאימות האלקטרומגנטית של צלחות חד-שכבות וכפולות-שכבה הופכת יותר ויותר בולטת. הסיבה העיקרית לתופעה היא ששטח לולאת האותות גדול מדי, מה שלא רק מייצר קרינה אלקטרומגנטית חזקה, אלא גם הופך את המעגל לרגיש להפרעות חיצוניות. הדרך הפשוטה ביותר לשפר את התאימות האלקטרומגנטית של קו היא לצמצם את שטח הלולאה של אות קריטי.

אות קריטי: מנקודת המבט של תאימות אלקטרומגנטית, אות קריטי מתייחס בעיקר לאות המייצר קרינה חזקה ורגיש לעולם החיצון. האותות שיכולים להפיק קרינה חזקה הם בדרך כלל אותות תקופתיים, כמו אותות נמוכים של שעונים או כתובות. אותות רגישים להפרעות הם אלו עם רמות נמוכות של אותות אנלוגיים.

לוחות שכבה אחת וכפולה משמשים בדרך כלל בעיצובי סימולציה בתדר נמוך מתחת ל-10KHz:

1) נתב את כבלי החשמל על אותה שכבה בצורה רדיאלית, ומזער את סכום אורך הקווים;

2) כאשר הולכים על אספקת החשמל וחוט ההארקה, קרובים זה לזה; הנח חוט הארקה ליד חוט אות המפתח קרוב ככל האפשר. לפיכך, נוצר שטח לולאה קטן יותר והרגישות של קרינת מצב דיפרנציאלי להפרעות חיצוניות מופחתת. כאשר מוסיפים חוט הארקה ליד חוט האות, נוצר מעגל עם השטח הקטן ביותר, ויש לנתב את זרם האות דרך המעגל הזה ולא דרך הקרקע האחרת.

3) אם זה לוח מעגלים דו-שכבתי, זה יכול להיות בצד השני של המעגל, קרוב לקו האות מתחת, לאורך קו האות בד חוט הארקה, קו רחב ככל האפשר. שטח המעגל המתקבל שווה לעובי המעגל כפול באורך קו האות.

ב.למינציה של ארבע שכבות

1. Sig-gnd (PWR)-PWR (GND)-SIG;

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

עבור שני עיצובי למינציה אלה, הבעיה הפוטנציאלית היא בעובי הלוח המסורתי של 1.6 מ"מ (62 מיל). מרווח השכבות יהפוך לגדול, לא רק תורם לשליטה בעכבה, צימוד בין-שכבות וסיכוך; בפרט, המרווח הגדול בין שכבות אספקת החשמל מפחית את קיבול הלוח ואינו תורם לסינון רעשים.

עבור הסכימה הראשונה, הוא משמש בדרך כלל במקרה של מספר רב של צ'יפים על הלוח. סכימה זו יכולה להשיג ביצועי SI טובים יותר, אך ביצועי EMI אינם כל כך טובים, אשר נשלטים בעיקר על ידי חיווט ופרטים אחרים. תשומת לב עיקרית: התצורה ממוקמת בשכבת האותות של שכבת האותות הצפופה ביותר, תורמת לבליעה ודיכוי קרינה; הגדל את שטח הצלחת כדי לשקף את כלל 20H.

עבור הסכימה השנייה, הוא משמש בדרך כלל כאשר צפיפות השבב על הלוח נמוכה מספיק ויש מספיק שטח מסביב לשבב כדי למקם את ציפוי הנחושת הדרוש. בסכימה זו, השכבה החיצונית של PCB היא כולה שכבה, ושתי השכבות האמצעיות הן שכבת אות/כוח. אספקת הכוח בשכבת האות מנותבת עם קו רחב, מה שיכול להפוך את עכבת הנתיב של זרם ספק הכוח לנמוכה, ועכבת נתיב המיקרו-סטריפ של האות נמוכה, ויכולה גם להגן על קרינת האות הפנימית דרך החיצוני. שִׁכבָה. מנקודת מבט של בקרת EMI, זהו מבנה ה-PCB בעל 4 השכבות הטוב ביותר הקיים.

תשומת לב עיקרית: יש לפתוח את שתי השכבות האמצעיות של האות, יש לפתוח את מרווח שכבות ערבוב הכוח, כיוון הקו אנכי, הימנע הצלבה; אזור לוח בקרה מתאים, המשקף כללי 20H; אם יש לשלוט בעכבה של החוטים, הנח את החוטים בזהירות רבה מתחת לאיי הנחושת של ספק הכוח והאדמה. בנוסף, ספק הכוח או הנחושת הנחת צריך להיות מחובר זה לזה ככל האפשר כדי להבטיח קישוריות DC ותדר נמוך.

ג.למינציה של שש שכבות של צלחות

לתכנון של צפיפות שבב גבוהה ותדר שעון גבוה, יש לשקול את העיצוב של לוח 6 שכבות. שיטת הלמינציה מומלצת:

1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;

עבור סכימה זו, ערכת הלמינציה משיגה שלמות אות טובה, כאשר שכבת האות צמודה לשכבת ההארקה, שכבת הכוח מזווגת עם שכבת ההארקה, ניתן לשלוט היטב בעכבה של כל שכבת ניתוב, ושתי השכבות יכולות לספוג קווים מגנטיים היטב. . בנוסף, זה יכול לספק נתיב חזרה טוב יותר עבור כל שכבת אות בתנאי של אספקת חשמל והיווצרות מלאה.

2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;

עבור תכנית זו, תכנית זו חלה רק על המקרה בו צפיפות המכשיר אינה גבוהה במיוחד. לשכבה זו יש את כל היתרונות של השכבה העליונה, ומישור ההארקה של השכבה העליונה והתחתונה שלם יחסית, מה שיכול לשמש כשכבת מיגון טובה יותר. חשוב לציין ששכבת הכוח צריכה להיות ליד השכבה שאינה מישור הרכיב הראשי, כי המישור התחתון יהיה שלם יותר. לכן, ביצועי EMI טובים יותר מהתוכנית הראשונה.

תקציר: עבור התוכנית של לוח שש שכבות, יש למזער את המרווח בין שכבת החשמל לאדמה כדי להשיג צימוד הספק טוב והארקה. עם זאת, למרות שעובי הצלחת של 62 מיל ומרווח בין שכבות מצטמצמים, עדיין קשה לשלוט על המרווח בין מקור הכוח הראשי לשכבת הקרקע קטן מאוד. בהשוואה לתכנית הראשונה ולתכנית השנייה, העלות של התכנית השנייה גדלה מאוד. לכן, אנו בדרך כלל בוחרים באפשרות הראשונה כאשר אנו עורמים. במהלך העיצוב, פעל לפי כללי 20H וכללי שכבת מראה.

ד.למינציה של שמונה שכבות

1, בשל יכולת הקליטה האלקטרומגנטית הירודה ועכבת הספק גדולה, זו לא דרך טובה למינציה. המבנה שלו הוא כדלקמן:

1. סיגנל 1 משטח רכיב, שכבת חיווט מיקרוסטריפ

2. איתות 2 שכבת ניתוב פנימית של מיקרוסטריפ, שכבת ניתוב טובה (כיוון X)

3.קרקע

4. שכבת ניתוב קו אות 3, שכבת ניתוב טובה (כיוון Y)

5.שכבת ניתוב כבלים 4

6. כוח

7. סיגנל 5 שכבת חיווט פנימית של מיקרוסטריפ

8.Signal 6 שכבת חיווט Microstrip

2. זהו גרסה של מצב הערימה השלישית. בשל הוספת שכבת ייחוס, יש לו ביצועי EMI טובים יותר, וניתן לשלוט היטב בעכבה האופיינית של כל שכבת אות

1. משטח רכיב 1 איתות, שכבת חיווט מיקרוסטריפ, שכבת חיווט טובה
2. שכבת קרקע, יכולת ספיגת גל אלקטרומגנטית טובה
3.שכבת ניתוב כבלים 2. שכבת ניתוב כבלים טובה
4. שכבת כוח, והשכבות הבאות מהווים ספיגה אלקטרומגנטית מעולה 5. שכבת קרקע
6.שכבת ניתוב כבלים 3. שכבת ניתוב כבלים טובה
7. היווצרות כוח, עם עכבת כוח גדולה
8.Signal 4 שכבת כבל Microstrip. שכבת כבלים טובה

3, מצב הערימה הטוב ביותר, מכיוון שלשימוש במישור ייחוס קרקע רב-שכבתי יש יכולת ספיגה גיאומגנטית טובה מאוד.

1. משטח רכיב 1 איתות, שכבת חיווט מיקרוסטריפ, שכבת חיווט טובה
2. שכבת קרקע, יכולת ספיגת גל אלקטרומגנטית טובה
3.שכבת ניתוב כבלים 2. שכבת ניתוב כבלים טובה
4. שכבת כוח, והשכבות הבאות מהווים ספיגה אלקטרומגנטית מעולה 5. שכבת קרקע
6.שכבת ניתוב כבלים 3. שכבת ניתוב כבלים טובה
7. שכבת קרקע, יכולת קליטת גל אלקטרומגנטי טובה יותר
8.Signal 4 שכבת כבל Microstrip. שכבת כבלים טובה

הבחירה בכמה שכבות להשתמש וכיצד להשתמש בשכבות תלויה במספר רשתות האותות על הלוח, צפיפות המכשיר, צפיפות ה-PIN, תדירות האות, גודל הלוח ועוד גורמים רבים אחרים. אנחנו צריכים לקחת את הגורמים האלה בחשבון. ככל שמספר רשתות האותות גדול יותר, ככל שצפיפות המכשיר גבוהה יותר, ככל שצפיפות ה-PIN גבוהה יותר, יש לאמץ את התדירות של עיצוב האותות גבוה ככל האפשר. לביצועי EMI טובים עדיף לוודא שלכל שכבת אות יש שכבת ייחוס משלה.