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PCB技術

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PCB 堆棧設計的考慮因素
2020-09-12
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Author:Dag      Share


PCB疊層設計需要注意哪些問題?現在讓ipcb工程師告訴你。

設計堆棧時要遵循兩條規則。

1、每個佈線層必須有一個相鄰的參考層(電源或地層);

2、相鄰主電源層與地層之間應保持距離,以提供更大的耦合電容。

5.2.jpg

我們以兩層、四層和六層板為例來說明:

選項1

單面PCB和雙面PCB的層壓

對於二層板,EMI輻射的控制主要從佈線和佈局考慮。

單層板和雙層板的EMC問題越來越突出。造成這種現象的主要原因是信號環路面積過大,不僅產生強烈的電磁輻射,而且使電路對外界干擾敏感。為了提高傳輸線的電磁兼容性,簡單的方法是減小關鍵信號的環路面積,主要是指強輻射信號和敏感信號。

單雙層板通常用於10kHz以下的低頻模擬設計

1) 同層電源呈放射狀排列,合併線路全長;

2)電源和地線要靠近;關鍵信號線旁邊應設置地線,並儘可能靠近信號線。這樣就形成了更小的環路面積,降低了差模輻射對外界干擾的敏感度。

3)如果是雙層電路板,可以在電路板另一側的信號線上,緊靠信號線敷設地線,並且線要盡量寬。

選項 2

四層板的層壓

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

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

上述兩種層壓設計的潛在問題是傳統的 1.6 毫米(62 密耳)板厚。層間距會變得很大,不利於阻抗、層間耦合和屏蔽的控制;尤其是電源層間距過大,降低了平板電容,不利於噪聲濾除。

這種方案通常用於板載芯片較多的情況。這種方案可以獲得更好的Si性能,但是EMI性能不是很好。它主要由路由和其他細節控制。

第二種方案通常在板上芯片的密度足夠低且芯片周圍有足夠的面積時使用。在這個方案中,PCB的外層都是地層,中間兩層是信號/電源層。從EMI控制的角度來看,這是現有的4層PCB結構。

主要注意:中間兩層信號和電源混合層之間的距離要拉開,走線方向要垂直,避免串擾;控制板的面積應適當,以反映 20h 規則。

5.jpg

選項 3

六層板的層壓

對於芯片密度高、時鐘頻率高的設計,應考慮6層板的設計

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

信號層與接地層相鄰,電源層和接地層成對。每一層的阻抗都可以很好的控制,兩層都可以吸收磁力線。

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

這種方案只適用於器件密度不是很高的情況。這種疊層具有上疊層的所有優點,而且頂層和底層的地平面比較完整,可以作為較好的屏蔽層。因此,EMI 性能優於其他方案。

總結:與第二種方案相比,第二種方案的成本會大大增加。因此,我們通常在堆疊時選擇一種方案。