Vor dem Entwurf einer mehrschichtigen Leiterplatte muss der Designer zunächst die Leiterplattenstruktur entsprechend dem Umfang der Schaltung, der Größe der Leiterplatte und den Anforderungen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) bestimmen, d. h. entscheiden, ob er verwendet werden soll 4-lagige, 6-lagige oder mehr Lagen Leiterplatte. Nachdem Sie die Anzahl der Schichten bestimmt haben, bestimmen Sie die Platzierungsposition der internen elektrischen Schicht und wie verschiedene Signale auf diesen Schichten verteilt werden. Dies ist die Wahl der mehrschichtigen laminierten PCB-Struktur. Die laminierte Struktur ist ein wichtiger Faktor, der die EMV-Leistung von Leiterplatten beeinflusst, und sie ist auch ein wichtiges Mittel zur Unterdrückung elektromagnetischer Störungen. In diesem Abschnitt werden die zugehörigen Inhalte der mehrschichtigen laminierten Leiterplattenstruktur vorgestellt.
Selektions- und Überlagerungsprinzip von Layern
Viele Faktoren müssen berücksichtigt werden, um die laminierte Struktur einer mehrschichtigen Leiterplatte zu bestimmen. In Bezug auf die Verdrahtung gilt: Je mehr Schichten, desto besser die Verdrahtung, aber die Kosten und der Schwierigkeitsgrad der Platinenherstellung werden ebenfalls zunehmen. Für Hersteller steht bei der Leiterplattenherstellung im Mittelpunkt, ob die laminierte Struktur symmetrisch ist oder nicht. Daher muss die Auswahl der Schichten die Anforderungen aller Aspekte berücksichtigen, um eine gute Ausgewogenheit von Zui zu erreichen.
Erfahrene Designer konzentrieren sich nach Abschluss des Vorlayouts der Komponenten auf die Analyse des Verdrahtungsengpasses der Leiterplatte. Analysieren Sie die Verdrahtungsdichte von Leiterplatten in Kombination mit anderen EDA-Tools; Dann werden Anzahl und Art der Signalleitungen mit speziellen Verdrahtungsanforderungen, wie z. B. Differenzleitungen und empfindliche Signalleitungen, integriert, um die Anzahl der Signalschichten zu bestimmen; Dann wird die Anzahl der internen elektrischen Schichten gemäß der Art der Stromversorgung, der Isolierung und der Anti-Interferenz-Anforderungen bestimmt. Auf diese Weise wird im Wesentlichen die Lagenzahl der gesamten Leiterplatte bestimmt.
Nachdem Sie die Anzahl der Schichten der Leiterplatte bestimmt haben, besteht die nächste Arbeit darin, die Platzierungsreihenfolge jeder Schicht der Schaltung vernünftig zu arrangieren. In diesem Schritt müssen die folgenden zwei Hauptfaktoren berücksichtigt werden.
(1) Verteilung der Spezialsignalschicht.
(2) Verteilung von Leistungsschicht und Schicht.
Wenn die Anzahl der Schichten der Leiterplatte größer ist, werden die Arten der Anordnung und Kombination von spezieller Signalschicht, Stratum und Leistungsschicht größer. Es wird schwieriger sein, festzustellen, welche Kombinationsmethode Zui besser ist, aber die allgemeinen Prinzipien sind wie folgt.
(1) Die Signalschicht muss an eine interne elektrische Schicht (interne Stromversorgung / Schicht) angrenzen, und die große Kupferfolie der internen elektrischen Schicht muss verwendet werden, um eine Abschirmung für die Signalschicht bereitzustellen.
(2) Die interne Leistungsschicht und das Stratum sollten eng gekoppelt sein, das heißt, die dielektrische Dicke zwischen der internen Leistungsschicht und dem Stratum sollte als kleinerer Wert angenommen werden, um die Kapazität zwischen der Leistungsschicht und dem Stratum zu verbessern und zu erhöhen Resonanzfrequenz. Die Mediendicke zwischen der internen Powerschicht und dem Stratum kann im Layerstackmanager von Protel eingestellt werden. Wählen Sie [Design] / [Layerstackmanager...], um das Dialogfeld „Layerstack Manager“ zu öffnen. Doppelklicken Sie mit der Maus auf den Prepreg-Text, um das Dialogfeld zu öffnen, wie in Abbildung 11-1 gezeigt. Sie können die Dicke der Isolierschicht in der Dickenoption des Dialogfelds ändern.
Wenn die Potentialdifferenz zwischen der Stromversorgung und dem Erdungskabel gering ist, kann eine geringere Dicke der Isolierschicht verwendet werden, beispielsweise 5 MIL (0,127 mm).
(3) Die Hochgeschwindigkeits-Signalübertragungsschicht in der Schaltung sollte die Signalzwischenschicht sein und zwischen zwei internen elektrischen Schichten eingebettet sein. Auf diese Weise kann der Kupferfilm der zwei inneren elektrischen Schichten eine elektromagnetische Abschirmung für eine Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung bereitstellen und kann die Abstrahlung von Hochgeschwindigkeitssignalen zwischen den zwei inneren elektrischen Schichten wirksam begrenzen, ohne externe Störungen zu verursachen.
(4) Vermeiden Sie zwei direkt benachbarte Signalschichten. Übersprechen wird leicht zwischen benachbarten Signalschichten eingeführt, was zu einem Schaltungsausfall führt. Durch Hinzufügen einer Masseebene zwischen den beiden Signalschichten kann Übersprechen effektiv vermieden werden.
(5) Mehrere geerdete interne elektrische Schichten können die Erdungsimpedanz effektiv reduzieren. Beispielsweise verwenden eine Signalschicht und eine B-Signalschicht getrennte Masseebenen, wodurch Gleichtaktstörungen effektiv reduziert werden können.
(6) Berücksichtigen Sie die Symmetrie des Bodenaufbaus.
