Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Aufbau von Leiterplatten
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Aufbau von Leiterplatten

2022-01-20
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Author:pcb

1. General principles of layer arrangement:
1.1 Es gibt viele Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, um die laminierte Struktur des Mehrschichtige Leiterplatte. In Bezug auf die Verkabelung, je mehr Schichten, besser für die Verdrahtung, aber die Kosten und Schwierigkeiten der Herstellung von Brettern werden auch steigen. Für Hersteller, Ob die Laminatstruktur symmetrisch ist oder nicht, ist der Fokus, auf den bei der Herstellung geachtet werden muss Leiterplattes, So muss die Auswahl der Anzahl der Schichten die Bedürfnisse verschiedener Aspekte berücksichtigen, um ein Gleichgewicht zu erreichen. Für erfahrene Designer, nach Abschluss des Vorlayouts der Komponenten, Sie werden sich auf die Analyse der Routing-Engpässe der Leiterplatte. Kombinieren Sie andere EDA-Werkzeuge, um die Verdrahtungsdichte der Leiterplatte zu analysieren; Kombinieren Sie dann die Anzahl und Arten von Signalleitungen mit speziellen Verdrahtungsanforderungen wie Differenzleitungen, empfindliche Signalleitungen, etc. die Anzahl der Schichten der Signalschicht zu bestimmen; dann je nach Art der Stromversorgung, Isolations- und Anti-Interferenz-Anforderungen zur Bestimmung der Anzahl der inneren elektrischen Schichten. Auf diese Weise, Die Anzahl der Schichten der gesamten Leiterplatte wird grundsätzlich bestimmt.
1.2 The ground plane below the component surface (the second layer) provides the shielding layer of the device and the reference plane for the top wiring; the sensitive signal layer should be adjacent to an internal electrical layer (internal power/ground layer), Verwendung des großen Kupfers der internen elektrischen Schicht. Folie zur Abschirmung der Signalschicht. Die Hochgeschwindigkeitssignalübertragungsschicht in der Schaltung sollte eine Signalzwischenschicht sein und zwischen zwei inneren elektrischen Schichten eingebettet sein. Auf diese Weise, Die Kupferfilme der beiden inneren elektrischen Schichten können elektromagnetische Abschirmung für Hochgeschwindigkeitssignalübertragung zur Verfügung stellen, und gleichzeitig, Die Strahlung des Hochgeschwindigkeitssignals kann effektiv zwischen den beiden inneren elektrischen Schichten begrenzt werden, um keine externen Störungen zu verursachen.
1.3 All signal layers should be adjacent to the ground plane as much as possible;
1.4 Versuchen Sie, zwei Signalschichten direkt nebeneinander zu vermeiden; Übersprechen kann leicht zwischen benachbarten Signalschichten eingeführt werden, was zu einem Stromausfall führt. Das Hinzufügen einer Masseebene zwischen den beiden Signalschichten kann Übersprechen effektiv vermeiden.
1.5 The main Stromversorgung should be adjacent to it as far as possible;
1.6 Berücksichtigen Sie die Symmetrie der laminierten Struktur.
1.7 Für das Layerlayout des Motherboards, Das vorhandene Motherboard ist schwierig parallele Fernverdrahtung zu steuern. For the board-level operating frequency above 50MHZ (the case below 50MHZ can be referred to, and appropriate relaxation), the recommended layout principles:
The component surface and the welding surface are complete ground planes (shielding); there are no adjacent parallel wiring layers; all signal layers are adjacent to the ground plane as much as possible; key signals are adjacent to the ground plane and do not cross the partition area. Hinweis: Wenn Sie die Ebenen eines bestimmten Leiterplatte, Es ist notwendig, die oben genannten Grundsätze flexibel zu erfassen. Auf der Grundlage des Verständnisses der oben genannten Grundsätze, je nach Bedarf der eigentlichen Einzelplatte, wie: ob eine Schlüsselverdrahtungsschicht, power supply, und Bodenebene sind erforderlich. Warten Sie., Bestimmung der Anordnung der Schichten, und nicht hart reiben, oder daran festhalten.
1.8 Mehrere geerdete innere elektrische Schichten können die Erdungsimpedanz effektiv reduzieren. Zum Beispiel, Die A-Signalschicht und die B-Signalschicht verwenden getrennte Masseebenen, die Störungen im Gleichtaktmodus effektiv reduzieren kann.

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2. Commonly used stacked structures:
2.1 4-lagige Platte
Das folgende ist ein Beispiel für eine 4-lagige Platte Zur Veranschaulichung der Optimierung der Anordnung und Kombination verschiedener gestapelter Strukturen.
Für gemeinsame 4-lagige Plattes, there are several stacking methods (top to bottom).
(1) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), POWER (Inner_2), Siganl_2 (Bottom).
(2) Siganl_1 (Top), POWER (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Bottom).
(3) POWER (Top), Siganl_1 (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (Bottom). Offensichtlich, Option 3 fehlt eine effektive Kopplung zwischen der Leistungsebene und der Bodenebene und sollte nicht verwendet werden. Wie sollen also Option 1 und Option 2 gewählt werden?? Unter normalen Umständen, Designer wählen Schema 1 als Struktur der 4-lagige Platte. Der Grund für die Wahl ist nicht, dass Option 2 nicht verwendet werden kann, aber das gewöhnliche Leiterplattes nur Komponenten auf die oberste Schicht legen, Daher ist es zweckmäßiger, Option 1 zu verwenden. Allerdings, wenn Komponenten sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Schicht platziert werden müssen, und die dielektrische Dicke zwischen der internen Stromversorgungsschicht und der Bodenschicht ist groß und die Kupplung ist schlecht, Es ist notwendig zu überlegen, welche Schicht weniger Signalleitungen hat. Für Schema 1, Es gibt weniger Signalleitungen auf der unteren Schicht, und ein großflächiger Kupferfilm kann verwendet werden, um mit der POWER-Schicht zu koppeln; im Gegenteil, wenn die Bauteile hauptsächlich auf der unteren Schicht angeordnet sind, Schema 2 sollte verwendet werden, um das Board zu machen.

2.2 6-layer board
After completing the analysis of the laminated structure of the 4-lagige Platte, Das folgende ist ein Beispiel für das Kombinationsverfahren der 6-Schicht-Platte, um die Anordnung und Kombination der 6-Schicht-Brett laminierten Struktur und des bevorzugten Verfahrens zu veranschaulichen. (1) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), Siganl_3 (Inner_3), POWER (Inner_4), Siganl_4 (Bottom). Schema 1 nimmt 4 Schichten von Signalschichten und 2 Schichten der internen Energie an/Bodenschichten, die mehr Signalschichten hat, die für die Verdrahtungsarbeit zwischen Komponenten förderlich ist, aber die Mängel dieses Schemas sind auch offensichtlicher, die sich in den folgenden zwei Aspekten manifestieren.
1. Die Leistungsschicht und die Bodenschicht sind weit voneinander entfernt und nicht vollständig gekoppelt.
2. The signal layer Siganl_2 (Inner_2) and Siganl_3 (Inner_3) are directly adjacent, und die Signalisolierung ist nicht gut, und Übersprechen anfällig ist. (2) Siganl_1 (Top), Siganl_2 (Inner_1), POWER (Inner_2), GND (Inner_3), Siganl_3 (Inner_4), Siganl_4 (Bottom). Schema 2 Verglichen mit Schema 1, Die Stromversorgungsschicht und die Bodenschicht sind vollständig gekoppelt, die bestimmte Vorteile gegenüber der Regelung 1 hat, but the Siganl_1 (Top) and Siganl_2 (Inner_1) and Siganl_3 (Inner_4) and Siganl_4 (Bottom) signal layers are directly Adjacent, die Signalisolierung ist nicht gut, und das Problem des leichten Übersprechens wurde nicht gelöst. (3) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), POWER (Inner_3), GND (Inner_4), Siganl_3 (Bottom). Verglichen mit Schema 1 und Schema 2, Schema 3 reduziert eine Signalschicht und fügt eine interne elektrische Schicht hinzu. Obwohl die für die Verdrahtung zur Verfügung stehenden Schichten reduziert sind, Dieses Schema löst die häufigsten Fehler von Schema 1 und Schema 2.
1. Die Leistungsschicht und die Bodenschicht sind fest gekoppelt.
2. Jede Signalschicht grenzt direkt an die interne elektrische Schicht an, und ist effektiv von anderen Signalschichten isoliert, Übersprechen ist nicht einfach.
3. Siganl_2 (Inner_2) is adjacent to the two inner electrical layers GND (Inner_1) and POWER (Inner_3), zur Übertragung von Hochgeschwindigkeitssignalen. The two inner electrical layers can effectively shield the outside interference to the Siganl_2 (Inner_2) layer and the Siganl_2 (Inner_2) interference to the outside world. Alle Aspekte berücksichtigen, Schema 3 ist offensichtlich eine Art Chemie. Zur gleichen Zeit, Schema 3 ist auch eine häufig verwendete laminierte Struktur für 6-lagige Bretter. Durch die Analyse der beiden oben genannten Beispiele, Ich glaube, dass Leser ein gewisses Verständnis für die kaskadierende Struktur haben, aber in einigen Fällen, eine bestimmte Regelung kann nicht alle Anforderungen erfüllen, die Berücksichtigung der Priorität verschiedener Gestaltungsprinzipien erfordert. Leider, weil das Schichtdesign der Leiterplatte eng mit den Eigenschaften der tatsächlichen Schaltung zusammenhängt, Die Anti-Interferenz-Leistung und der Designfokus verschiedener Schaltungen sind unterschiedlich, so in der Tat, Diese Grundsätze haben keine eindeutige Priorität als Referenz. But it is certain that design principle 2 (the internal power supply layer and ground layer should be tightly coupled) needs to be satisfied first in the design, und wenn Hochgeschwindigkeitssignale in der Schaltung übertragen werden müssen, then design principle 3 (the Hochgeschwindigkeit signal transmission layer in the circuit) should be the signal intermediate layer, and sandwiched between the two inner electrical layers) must be satisfied.

2.3 10-layer board
Typical 10-layer PCB design
The general wiring sequence is TOP--GND---signal layer---power layer---GND---signal layer---power layer---signal layer---GND---BOTTOM. Die Verdrahtungsreihenfolge selbst ist nicht unbedingt festgelegt, Aber es gibt einige Standards und Prinzipien, die es einschränken: zum Beispiel, Die benachbarten Schichten der oberen und unteren Schicht verwenden GND, um die EMV-Eigenschaften der Platine sicherzustellen; zum Beispiel, jede Signalschicht wird vorzugsweise als Referenzebene der GND-Schicht verwendet; Die Stromversorgung, die von der gesamten Einzelplatine verwendet wird, wird vorrangig dem Verlegen eines ganzen Kupferstücks gegeben; Störanfälligkeit, high-speed Leiterplatte, und die innere Schicht entlang des Übergangs wird bevorzugt, und so weiter.