10 Tipps für das PCB-Stackup-Design

Anzahl Durchsuchen:0     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2023-12-06      Herkunft:Powered

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Mit dem kontinuierlichen Aufkommen von Hochgeschwindigkeitsschaltungen wird auch die Komplexität von Leiterplatten immer höher.Um die Beeinflussung durch elektrische Faktoren zu vermeiden, müssen die Signalebene und die Stromversorgungsschicht getrennt werden. Daher handelt es sich um den Entwurf einer mehrschichtigen Leiterplatte, d. h. um den Entwurf einer laminierten Struktur.

1. Vermeiden Sie die direkte Verbindung zweier Signalebenen

In einer mehrschichtigen Leiterplatte umfasst sie normalerweise eine Signalebene (S), eine Leistungsebene (P) und eine Masseebene (GND).Wie sind die drei angeordnet?

Strom- und Masseebenen sind in der Regel ungeteilte Massivebenen, die einen guten Stromrückflusspfad mit niedriger Impedanz für den Strom von benachbarten Signalleiterbahnen bieten.Daher grenzt die Signalebene meist an die Leistungsebene oder die Masseebene an.Darüber hinaus nutzen die Stromversorgungsschicht und die Erdungsebene eine große Kupferfläche (daher werden die Stromversorgungsschicht und die Erdungsebene auch als Kupferschicht bezeichnet), und der große Kupferfilm kann die Signalebene abschirmen, was der Impedanzkontrolle förderlich ist und Verbesserung der Signalqualität.

Darüber hinaus sollte versucht werden, zwei Signalebenen direkt nebeneinander zu vermeiden.Zwischen benachbarten Signalebenen kommt es leicht zu Übersprechen, was zu Schaltungsausfällen führt.Durch das Hinzufügen einer Masseebene zwischen den beiden Signalebenen kann Übersprechen wirksam vermieden werden.

2. Die meisten oberen und unteren Ebenen sind Signalebenen

Die obere und untere Ebene einer mehrschichtigen Leiterplatte werden normalerweise zur Platzierung von Komponenten und einer kleinen Anzahl von Leiterbahnen verwendet, es handelt sich also hauptsächlich um Signalebenen.Im Allgemeinen ist die obere Ebene die Komponente, und die untere Ebene (die zweite Ebene) der Komponente kann als Erdungsebene festgelegt werden, die die Abschirmschicht des Geräts und die Referenzebene für die Schaltung der oberen Ebene bereitstellt.

Beachten Sie außerdem, dass diese Signalspuren auf der oberen und unteren Ebene nicht zu lang sein dürfen, um die direkte Strahlung der Spuren zu reduzieren.

3. Referenzebene bevorzugt die Grundebene

Sowohl die Powerplane als auch die Groundplane können als Referenzebenen genutzt werden und haben eine gewisse Abschirmwirkung.

Der Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass die Stromversorgungsschicht eine hohe charakteristische Impedanz aufweist und eine große Potenzialdifferenz zum Referenzpegel besteht.Während die Masseebene im Allgemeinen geerdet ist und als Referenzpunkt für den Referenzpegel dient, ist ihre Abschirmwirkung viel besser als die der Stromversorgungsschicht.

Daher wird bei der Auswahl einer Referenzebene die Schicht bevorzugt.

4. Die Hochgeschwindigkeitssignalschicht befindet sich in der Mittelebene der Signal

Die Hochgeschwindigkeits-Signalübertragungsschicht in der Schaltung sollte die Signalzwischenebene sein und zwischen zwei Kupferschichten liegen.Auf diese Weise kann der Kupferfilm der beiden Kupferschichten eine elektromagnetische Abschirmung für die Hochgeschwindigkeitssignalübertragung bieten und gleichzeitig die Strahlung des Hochgeschwindigkeitssignals zwischen den beiden Kupferschichten effektiv begrenzen, ohne äußere Störungen zu verursachen .

5. Die Power-Plane und die Ground-Plane sind vorzugsweise gepaart

Die Stromversorgungsschicht und die Erdungsebene erscheinen paarweise. Eine Verkürzung des Abstands zwischen der Stromversorgung und der Erdungsebene kann die Impedanz der Stromversorgung verringern, was sich positiv auf die Stabilität der Stromversorgung und die Reduzierung von elektromagnetischen Störungen auswirkt.Insbesondere sollte die Hauptstromversorgung so nah wie möglich an der entsprechenden Grundplatte liegen.Bei hoher Geschwindigkeit können Sie zusätzliche Masseebenen hinzufügen, um die Signalebene zu isolieren. Es wird jedoch empfohlen, keine weiteren Leistungsebenen zur Isolierung hinzuzufügen, da die Leistungsebene mehr Störungen durch hochfrequentes Rauschen mit sich bringt.

6. Kupferschicht-Balance-Design

Die Kupferschicht, also die Leistungsebene oder die Masseebene, ist am besten symmetrisch anzuordnen, beispielsweise die zweite Ebene und die fünfte Schicht der 6-Lagen-Platine, oder die dritte Schicht und die vierte Schicht sollten gemeinsam verkupfert werden , der dabei als flach und horizontal betrachtet wird.Strukturelle Anforderungen, da unausgeglichene Kupferschichten bei der Ausdehnung der Leiterplatte zu Verformungen führen können.

7. Mehrere Energieflugzeuge entfernt von Hochgeschwindigkeitssignalflugzeugen

Mehrere Stromversorgungsschichten sollten von Hochgeschwindigkeits-Digitalsignalschaltungen ferngehalten werden. Da die Multi-Stromversorgungsschicht in mehrere physikalische Bereiche mit unterschiedlichen Spannungen unterteilt wird, ist der Signalstrom geringer, wenn die Signalleistung in der Nähe der Multi-Stromversorgungsschicht liegt Auf der nahegelegenen Signalschicht stößt man auf einen unbefriedigenden Rückweg, wodurch im Rückweg eine Lücke entsteht.

8.Verwenden Sie gerade nummerierte Ebenen

Das typische PCB-Stackup-Design ist fast ausschließlich mit geraden Nummern und nicht mit ungeraden Nummern versehen.Gerade Schichten auf Leiterplatten haben Kostenvorteile, und Schichten mit gerader Zahl sind widerstandsfähiger gegen Verformungen der Leiterplatte als Schichten mit ungerader Zahl.

9.Routing auf angrenzenden Ebenen anordnen

Um einen komplexen Schaltkreis zu vervollständigen, ist der Übergang zwischen den Leiterbahnschichten unvermeidlich.Die beiden von einem Signalpfad überspannten Schichten werden als „Routing-Kombination“ bezeichnet.Das beste Routing-Kombinationsdesign besteht darin, einen Rückstromfluss von einer Referenzebene zu einer anderen Referenzebene zu vermeiden, sondern stattdessen den Stromfluss von einem Punkt (Oberfläche) einer Referenzebene zu einem anderen Punkt (Oberfläche) zu ermöglichen.

Daher werden Schaltungskombinationen vorzugsweise auf benachbarten Schichten angeordnet, da ein Weg durch Multischichten für Rückströme nicht frei ist.Obwohl der Massesprung reduziert werden kann, indem man Entkopplungskondensatoren in der Nähe der Durchkontaktierungen platziert oder die Dicke des Dielektrikums zwischen den Referenzebenen verringert, ist dies kein gutes Design.

10. Die Routing-Richtungen benachbarter Signalebenen sind orthogonal

Auf derselben Signalebene sollte die Richtung der meisten Schaltkreise konsistent und orthogonal zur Schaltkreisrichtung benachbarter Signalebenen sein.Beispielsweise kann die Schaltungsrichtung einer Signalebene auf die „Y-Achse“-Richtung eingestellt werden, und die Schaltungsrichtung einer anderen benachbarten Signalebene kann auf die „X-Achse“-Richtung eingestellt werden.

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