Увогуле, існуе два асноўныя правілы для ламінаванага дызайну:
1. Кожны ўзровень трасіроўкі павінен мець сумежны эталонны ўзровень (крыніца харчавання або фармацыя);
2. Сумежны асноўны пласт харчавання і зямля павінны знаходзіцца на мінімальнай адлегласці адзін ад аднаго, каб забяспечыць вялікую ёмістасць сувязі;
Ніжэй прыведзены прыклад стэка з двух-васьмі слаёў:
A. аднабаковая друкаваная плата і двухбаковая друкаваная плата ламінаваная
Пры двухслаёвай канструкцыі, паколькі колькасць слаёў невялікая, праблем з ламінаваннем няма. Кантроль электрамагнітнага выпраменьвання ў асноўным улічваецца з пункту гледжання праводкі і разводкі;
Усё больш прыкметнай становіцца праблема электрамагнітнай сумяшчальнасці аднаслаёвых і двухслаёвых пласцін. Асноўная прычына гэтай з'явы заключаецца ў тым, што плошча сігнальнай пятлі занадта вялікая, што не толькі стварае моцнае электрамагнітнае выпраменьванне, але і робіць схему адчувальнай да знешніх перашкод. Найпрасцейшы спосаб палепшыць электрамагнітную сумяшчальнасць лініі — паменшыць плошчу пятлі крытычнага сігналу.
Крытычны сігнал: З пункту гледжання электрамагнітнай сумяшчальнасці, крытычны сігнал у асноўным адносіцца да сігналу, які стварае моцнае выпраменьванне і адчувальны да знешняга свету. Сігналы, якія могуць ствараць моцнае выпраменьванне, звычайна з'яўляюцца перыядычнымі сігналамі, такімі як нізкія сігналы тактавых імпульсаў або адрасоў. Сігналы, адчувальныя да перашкод, - гэта тыя, што маюць нізкі ўзровень аналагавых сігналаў.
Адна- і двухслаёвыя пласціны звычайна выкарыстоўваюцца ў нізкачастотных мадэляваннях ніжэй за 10 кГц:
1) Пракладвайце сілавыя кабелі радыяльна на адным узроўні і мінімізуйце суму даўжынь ліній;
2) Пры размяшчэнні провада харчавання і зазямлення блізка адзін да аднаго; пракладзеце провад зазямлення побач з провадам ключавога сігналу як мага бліжэй. Такім чынам, утвараецца меншая плошча контуру і зніжаецца адчувальнасць дыферэнцыяльнага выпраменьвання да знешніх перашкод. Калі провад зазямлення дадаецца побач з провадам сігналу, утвараецца ланцуг з найменшай плошчай, і сігнальны ток павінен праходзіць праз гэты ланцуг, а не праз іншы шлях зазямлення.
3) Калі гэта двухслаёвая друкаваная плата, яна можа быць размешчана на другім баку платы, блізка да сігнальнай лініі ўнізе, уздоўж сігнальнай лініі пракладзены зазямляльны провад максімальна шырокай лініі. Атрыманая плошча схемы роўная таўшчыні платы, памножанай на даўжыню сігнальнай лініі.
B. Ламінаванне з чатырох слаёў
1. Сігнал-зямля (PWR)-Сігнал (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
У абедзвюх гэтых слаістых канструкцыях патэнцыйная праблема заключаецца ў традыцыйнай таўшчыні пласцін 1,6 мм (62 міл). Адлегласць паміж пластамі стане вялікай, што не толькі спрыяе кіравальнаму імпедансу, міжслаёвай сувязі і экраніроўцы; у прыватнасці, вялікая адлегласць паміж пластамі крыніцы харчавання зніжае ёмістасць пласцін і не спрыяе фільтрацыі шуму.
Першая схема звычайна выкарыстоўваецца ў выпадку вялікай колькасці мікрасхем на плаце. Гэтая схема можа палепшыць характарыстыкі SI, але характарыстыкі EMI не такія добрыя, што ў асноўным кантралюецца праводкай і іншымі дэталямі. Асноўная ўвага: фармацыя размяшчаецца ў сігнальным пласце найбольш шчыльнага сігнальнага пласта, што спрыяе паглынанню і падаўленню выпраменьвання; павялічце плошчу пласціны, каб адпавядаць правілу 20H.
Другая схема звычайна выкарыстоўваецца там, дзе шчыльнасць мікрасхем на плаце дастаткова нізкая, і вакол мікрасхемы дастаткова месца для размяшчэння неабходнага меднага пакрыцця. У гэтай схеме вонкавы пласт друкаванай платы цалкам складаецца з пласта, а два сярэднія пласты - гэта сігнальны/сілавы пласт. Крыніца харчавання на сігнальным пласце пракладзена шырокай лініяй, што можа зрабіць імпеданс шляху току крыніцы харчавання нізкім, а імпеданс сігнальнага мікрапалоснага шляху таксама нізкім, а таксама можа экранаваць унутранае сігнальнае выпраменьванне праз вонкавы пласт. З пункту гледжання кантролю электрамагнітных перашкод гэта найлепшая 4-слаёвая структура друкаванай платы з даступных.
Асноўная ўвага: сярэднія два пласты сігналу, інтэрвал паміж пластамі змешвання магутнасці павінен быць адкрытым, кірунак лініі вертыкальны, пазбягаць перакрыжаваных перашкод; адпаведная зона панэлі кіравання, якая адпавядае правілам 20H; калі неабходна кантраляваць імпеданс правадоў, вельмі старанна пракладзеце правады пад меднымі астраўкамі крыніцы харчавання і зазямлення. Акрамя таго, крыніца харчавання або медныя пракладкі павінны быць максімальна злучаныя, каб забяспечыць падключэнне пастаяннага току і нізкіх частот.
C. Ламінаванне шасці слаёў пласцін
Для праектавання з высокай шчыльнасцю мікрасхем і высокай тактавай частатой варта разгледзець канструкцыю 6-слаёвай платы. Рэкамендуецца метад ламінавання:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
У гэтай схеме ламінавання дасягаецца добрай цэласнасці сігналу, прычым сігнальны пласт прылягае да зазямляльнага пласта, сілавы пласт спалучаны з зазямляльным пластом, імпеданс кожнага маршрутнага пласта можна добра кантраляваць, і абодва пласты могуць добра паглынаць магнітныя лініі. Акрамя таго, гэта можа забяспечыць лепшы шлях вяртання для кожнага сігнальнага пласта пры ўмове поўнага харчавання і фарміравання.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
Для гэтай схемы яна прымяняецца толькі ў тым выпадку, калі шчыльнасць прылад не вельмі высокая. Гэты пласт мае ўсе перавагі верхняга пласта, а зазямляльная плоскасць верхняга і ніжняга пластоў адносна поўная, што можа быць выкарыстана ў якасці лепшага экранавальнага пласта. Важна адзначыць, што сілавы пласт павінен знаходзіцца побач са пластом, які не з'яўляецца плоскасцю асноўных кампанентаў, таму што ніжняя плоскасць будзе больш поўнай. Такім чынам, характарыстыкі электрамагнітных перашкод лепшыя, чым у першай схеме.
Кароткі змест: Для схемы шасціслаёвай платы адлегласць паміж сілавым пластом і зямлёй павінна быць мінімізавана для дасягнення добрай сувязі паміж сілкаваннем і зямлёй. Аднак, нягледзячы на тое, што таўшчыня пласціны 62 міл і адлегласць паміж пластамі паменшаны, усё яшчэ цяжка кантраляваць вельмі малую адлегласць паміж асноўнай крыніцай харчавання і зямлёй. У параўнанні з першай і другой схемамі, кошт другой схемы значна павялічваецца. Таму мы звычайна выбіраем першы варыянт пры кладцы. Пры праектаванні прытрымлівайцеся правілаў 20H і правілаў люстранога пласта.
D. Ламінаванне васьмі слаёў
1. З-за нізкай электрамагнітнай паглынальнай здольнасці і вялікага імпедансу магутнасці гэта не вельмі добры спосаб ламінавання. Яго структура наступная:
1. Паверхня сігнальнага 1 кампанента, пласт мікрапалоснай праводкі
2. Сігнал 2 унутраны пласт мікрапалоснай трасіроўкі, добры пласт трасіроўкі (кірунак X)
3. Зямля
4. Сігнал 3-палосны пласт трасіроўкі, добры пласт трасіроўкі (кірунак Y)
5. Сігнал 4 Слой пракладкі кабеля
6. Магутнасць
7. Сігнал 5 унутраны пласт мікрапалоснай праводкі
8. Сігнал 6 Мікраслоскавая праводка
2. Гэта варыянт трэцяга рэжыму накладання. Дзякуючы даданню апорнага пласта, ён мае лепшыя характарыстыкі электрамагнітных перашкод, і характарыстычны імпеданс кожнага сігнальнага пласта можна добра кантраляваць.
1. Паверхня сігнальнага 1 кампанента, пласт мікрапалоснай праводкі, добры пласт праводкі
2. Зямны пласт, добрая здольнасць паглынаць электрамагнітныя хвалі
3. Сігнал 2. Слой пракладкі кабеля. Добры слой пракладкі кабеля
4. Энергетычны пласт і наступныя пласты забяспечваюць выдатнае электрамагнітнае паглынанне. 5. Зямны пласт.
6. Сігнал 3 Слой пракладкі кабеля. Добры слой пракладкі кабеля
7. Фарміраванне магутнасці з вялікім імпедансам магутнасці
8. Сігнал 4 Мікраспалосны кабельны пласт. Добры кабельны пласт
3, найлепшы рэжым кладкі, таму што выкарыстанне шматслаёвай наземнай апорнай плоскасці мае вельмі добрую геамагнітную паглынальную здольнасць.
1. Паверхня сігнальнага 1 кампанента, пласт мікрапалоснай праводкі, добры пласт праводкі
2. Зямны пласт, добрая здольнасць паглынаць электрамагнітныя хвалі
3. Сігнал 2. Слой пракладкі кабеля. Добры слой пракладкі кабеля
4. Энергетычны пласт і наступныя пласты забяспечваюць выдатнае электрамагнітнае паглынанне. 5. Зямны пласт.
6. Сігнал 3 Слой пракладкі кабеля. Добры слой пракладкі кабеля
7. Зямны пласт, лепшая здольнасць паглынаць электрамагнітныя хвалі
8. Сігнал 4 Мікраспалосны кабельны пласт. Добры кабельны пласт
Выбар колькасці і спосабу выкарыстання слаёў залежыць ад колькасці сігнальных сетак на плаце, шчыльнасці прылад, шчыльнасці вывадаў, частаты сігналу, памеру платы і многіх іншых фактараў. Нам неабходна ўлічваць гэтыя фактары. Чым больш сігнальных сетак, тым вышэйшая шчыльнасць прылады, тым вышэйшая шчыльнасць вывадаў і тым вышэйшая частата сігналу павінна быць выкарыстана, наколькі гэта магчыма. Для добрых характарыстык электрамагнітных перашкод лепш за ўсё забяспечыць, каб кожны сігнальны пласт меў свой уласны апорны пласт.
Час публікацыі: 26 чэрвеня 2023 г.
