Leiterplatte Blog - Aufbau von Leiterplatten

1. Allgemeine Grundsätze der Schichtanordnung:

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 Die Masseebene unter der Bauteiloberfläche (die zweite Schicht) bildet die Abschirmungsschicht des Bauelements und die Bezugsebene für die obere Verdrahtung; die empfindliche Signalschicht sollte an eine interne elektrische Schicht (interne Stromversorgungs-/Masseschicht) angrenzen, wobei das große Kupfer der internen elektrischen Schicht verwendet wird. Folie zur Abschirmung der Signalschicht. Die Hochgeschwindigkeitssignalübertragungsschicht in der Schaltung sollte eine Signalzwischenschicht sein und zwischen zwei internen elektrischen Schichten eingebettet sein. Auf diese Weise können die Kupferfolien der beiden inneren elektrischen Schichten eine elektromagnetische Abschirmung für die Hochgeschwindigkeitssignalübertragung bieten, und gleichzeitig kann die Strahlung des Hochgeschwindigkeitssignals zwischen den beiden inneren elektrischen Schichten wirksam begrenzt werden, um keine externen Störungen zu verursachen.

1.3 Alle Signallagen sollten so weit wie möglich an die Grundplatte angrenzen;

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 Die Hauptstromversorgung sollte so weit wie möglich daneben liegen;

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. Für die Board-Level-Betriebsfrequenz über 50MHZ (für den Fall unter 50MHZ kann auf die empfohlenen Layout-Prinzipien verwiesen werden, und entsprechende Entspannung):

Die Bauteiloberfläche und die Schweißfläche sind vollständige Masseebenen (Abschirmung); es gibt keine angrenzenden parallelen Verdrahtungslagen; alle Signallagen grenzen so weit wie möglich an die Masseebene an; die wichtigsten Signale grenzen an die Masseebene und kreuzen nicht den Trennbereich. Hinweis: Beim Entwurf der Lagen einer bestimmten Leiterplatte ist es notwendig, die oben genannten Grundsätze flexibel zu handhaben. Basierend auf dem Verständnis der obigen Prinzipien, je nach den Bedürfnissen der tatsächlichen Einzelplatine, wie z. B. ob eine wichtige Verdrahtungsebene, Stromversorgung und Massefläche erforderlich sind. Warten Sie, legen Sie die Anordnung der Lagen fest und reiben Sie nicht daran herum oder kleben Sie daran.

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.

2. Häufig verwendete gestapelte Strukturen:

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 gibt es mehrere Stapelmethoden (von oben nach unten).

(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-lagige Platte

Nach Abschluss der Analyse des Laminataufbaus der 4-Lagen-Platine folgt ein Beispiel für die Kombinationsmethode der 6-Lagen-Platine, um die Anordnung und Kombination des Laminataufbaus der 6-Lagen-Platine und die bevorzugte Methode zu veranschaulichen. (1) Siganl_1 (oben), GND (innen_1), Siganl_2 (innen_2), Siganl_3 (innen_3), POWER (innen_4), Siganl_4 (unten). Schema 1 verwendet 4 Lagen Signalschichten und 2 Lagen interne Stromversorgungs-/Bodenschichten, was mehr Signalschichten hat, was für die Verdrahtungsarbeit zwischen den Komponenten förderlich ist, aber die Unzulänglichkeiten dieses Schemas sind auch offensichtlicher, was sich in den folgenden zwei Aspekten zeigt.

1. Die Leistungsschicht und die Bodenschicht sind weit voneinander entfernt und nicht vollständig gekoppelt.

2. die Signalebenen Siganl_2 (Inner_2) und Siganl_3 (Inner_3) liegen direkt nebeneinander, die Signalisolierung ist nicht gut und das Übersprechen ist anfällig. (2) Siganl_1 (Oben), Siganl_2 (Inner_1), POWER (Inner_2),GND (Inner_3), Siganl_3 (Inner_4), Siganl_4 (Unten). Schema 2 Im Vergleich zu Schema 1 sind die Stromversorgungsschicht und die Masseschicht vollständig gekoppelt, was gewisse Vorteile gegenüber Schema 1 hat, aber die Signalschichten Siganl_1 (oben) und Siganl_2 (innen_1) und Siganl_3 (innen_4) und Siganl_4 (unten) sind direkt benachbart, die Signalisolierung ist nicht gut, und das Problem des leichten Übersprechens wurde nicht gelöst.(3) Siganl_1 (Oben), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), POWER (Inner_3), GND (Inner_4), Siganl_3 (Unten). Im Vergleich zu Schema 1 und Schema 2 wird in Schema 3 eine Signalebene reduziert und eine interne elektrische Ebene hinzugefügt.Obwohl die für die Verdrahtung zur Verfügung stehenden Lagen reduziert sind, löst dieses Schema 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) grenzt an die beiden inneren elektrischen Schichten GND (Inner_1) und POWER (Inner_3), die zur Übertragung von Hochgeschwindigkeitssignalen verwendet werden können.Die beiden inneren elektrischen Schichten können die Störungen von außen auf die Schicht Siganl_2 (Inner_2) und die Störungen von Siganl_2 (Inner_2) auf die Außenwelt wirksam abschirmen. Wenn man alle Aspekte berücksichtigt,ist Schema 3 offensichtlich eine Art Chemie. Gleichzeitig ist Schema 3 auch ein häufig verwendeter Laminataufbau für 6-Schicht-Platten. Durch die Analyse der beiden obigen Beispiele glaube ich, dass die Leser ein gewisses Verständnis für die Kaskadenstruktur haben, aber in manchen Fällen kann ein bestimmtes Schema nicht alle Anforderungen erfüllen, was eine Abwägung der Priorität der verschiedenen Designprinzipien erfordert. Da das Schichtdesign der Leiterplatte eng mit den Merkmalen der tatsächlichen Schaltung zusammenhängt, sind die Entstörungsleistung und die Designschwerpunkte der verschiedenen Schaltungen leider unterschiedlich, so dass diese Prinzipien keine eindeutige Priorität haben, auf die sie sich beziehen können. Es ist jedoch sicher, dass der Entwurfsgrundsatz 2 (die interne Stromversorgungsschicht und die Masseschicht sollten eng gekoppelt sein) beim Entwurf zuerst erfüllt werden muss, und wenn Hochgeschwindigkeitssignale in der Schaltung übertragen werden müssen, dann muss der Entwurfsgrundsatz 3 (die Hochgeschwindigkeitssignalübertragungsschicht in der Schaltung sollte die Signalzwischenschicht sein und zwischen den beiden inneren elektrischen Schichten liegen) erfüllt werden.

2.3 10-lagiger Karton

Typisches 10-Lagen-Leiterplatten-Design

Die allgemeine Verdrahtungsreihenfolge ist TOP--GND---Signallage---Stromversorgungslage---GND---Signallage---Stromversorgungslage---Signallage---GND---BOTTOM. Die Verdrahtungsreihenfolge selbst ist nicht notwendigerweise festgelegt, aber es gibt einige Normen und Grundsätze, die sie einschränken: zum Beispiel verwenden die angrenzenden Lagen der oberen und unteren Lagen GND, um die EMV-Eigenschaften der Leiterplatte zu gewährleisten; zum Beispiel wird jede Signallage vorzugsweise als Referenzlage der GND-Lage verwendet; die Stromversorgung, die von der gesamten einzelnen Leiterplatte verwendet wird, hat Vorrang vor der Verlegung eines ganzen Stücks Kupfer; Rauschempfindlichkeit, Hochgeschwindigkeitsleiterplatte und die innere Lage entlang des Übergangs wird bevorzugt, usw.