Diez consejos para el diseño de apilamiento de PCB

Con la aparición continua de circuitos de alta velocidad, la complejidad de las placas PCB también es cada vez mayor.Para evitar la interferencia de factores eléctricos, el plano de señal y la capa de suministro de energía deben estar separados, por lo que implica el diseño de PCB multicapa, es decir, el diseño de estructura laminada.

1. Evite la conexión directa de dos planos de señal

En una PCB multicapa, normalmente incluye un plano de señal (S), un plano de potencia (P) y un plano de tierra (GND).¿Cómo están dispuestos los tres?

Los planos de potencia y tierra suelen ser planos sólidos no divididos que proporcionan una buena ruta de retorno de corriente de baja impedancia para la corriente de las trazas de señal adyacentes.Por lo tanto, el plano de señal es en su mayor parte adyacente al plano de potencia o al plano de tierra.Además, la capa de fuente de alimentación y el plano de tierra utilizan una gran área de cobre (por lo que la capa de fuente de alimentación y el plano de tierra también se denominan capa de cobre), y la película de cobre grande puede proporcionar blindaje para el plano de señal, lo que favorece el control de impedancia. y mejora de la calidad de la señal.

Además, se debe intentar evitar dos planos de señales directamente adyacentes entre sí.La diafonía se introduce fácilmente entre planos de señales adyacentes, lo que provoca fallos en el circuito.Agregar un plano de tierra entre los dos planos de señal puede evitar eficazmente la diafonía.

2. La mayoría de los planos superior e inferior son planos de señal

Los planos superior e inferior de una PCB multicapa se suelen utilizar para colocar componentes y una pequeña cantidad de pistas, por lo que en su mayoría son planos de señal.Generalmente, el plano superior es el componente, y el plano inferior (el segundo plano) del componente se puede establecer como el plano de tierra, proporcionando la capa protectora del dispositivo y proporcionando el plano de referencia para el circuito del plano superior.

Además, tenga en cuenta que estos rastros de señal en los planos superior e inferior no pueden ser demasiado largos para reducir la radiación directa de los rastros.

3.Plano de referencia preferido el plano de tierra.

Tanto el plano de potencia como el plano de tierra pueden usarse como planos de referencia y tienen un cierto efecto de protección.

La diferencia entre los dos es que: la capa de fuente de alimentación tiene una impedancia característica alta y existe una gran diferencia de potencial con el nivel de referencia;Si bien el plano de tierra generalmente está conectado a tierra y se utiliza como punto de referencia para el nivel de referencia, su efecto de blindaje es mucho mejor que el de la capa de fuente de alimentación.

Por tanto, a la hora de elegir un plano de referencia, se prefiere el estrato.

4. La capa de señal de alta velocidad está ubicada en el plano medio de la señal.l

La capa de transmisión de señales de alta velocidad en el circuito debe ser el plano intermedio de la señal y estar intercalada entre dos capas de cobre.De esta manera, la película de cobre de las dos capas de cobre puede proporcionar blindaje electromagnético para la transmisión de señales de alta velocidad y, al mismo tiempo, puede limitar eficazmente la radiación de la señal de alta velocidad entre las dos capas de cobre sin causar interferencias externas. .

5.El plano de potencia y el plano de tierra están preferiblemente emparejados

La capa de fuente de alimentación y el plano de tierra aparecen en pares, lo que acorta la distancia entre la fuente de alimentación y el plano de tierra puede reducir la impedancia de la fuente de alimentación, lo que es beneficioso para la estabilidad de la fuente de alimentación y reduce la EMI.En particular, la fuente de alimentación principal debe estar lo más adyacente posible a su correspondiente plano de tierra.En el caso de alta velocidad, puede agregar planos de tierra adicionales para aislar el plano de señal, pero se recomienda no agregar más planos de potencia para aislar, porque el plano de potencia traerá más interferencias de ruido de alta frecuencia.

6.Diseño de equilibrio de capa de cobre

La capa de cobre, es decir, el plano de potencia o el plano de tierra, se dispone mejor simétricamente, como el segundo plano y la quinta capa de la placa de 6 capas, o la tercera capa y la cuarta capa deben estar recubiertas de cobre juntas. , que se considera plano y horizontal en el proceso.Requisitos estructurales, ya que las capas de cobre desequilibradas pueden provocar deformaciones a medida que la PCB se expande.

7.Múltiples planos de potencia alejados de los planos de señales de alta velocidad

Se deben mantener múltiples capas de suministro de energía alejadas del circuito de señal digital de alta velocidad. Debido a que la capa de suministro de energía múltiple se dividirá en varias regiones físicas con diferentes voltajes, si la potencia de la señal está cerca de la capa de suministro de energía múltiple, la corriente de la señal en la capa de señal cercana encontrará una ruta de retorno insatisfactoria, lo que hará que aparezca un espacio en la ruta de retorno.

8.Utilice capas pares

El diseño típico de apilamiento de PCB tiene casi en su totalidad números pares, no impares.Las capas pares de placas de circuito impreso tienen ventajas de costos, y las capas pares son más resistentes a la deformación de la placa que las capas impares.

9.Organizar el enrutamiento en capas adyacentes

Para completar un circuito complejo, la transición entre capas de trazas es inevitable.Las dos capas que abarca una ruta de señal se denominan 'combinación de enrutamiento'.El mejor diseño de combinación de enrutamiento es evitar el flujo de corriente de retorno de un plano de referencia a otro plano de referencia, sino más bien fluir desde un punto (superficie) de un plano de referencia a otro punto (superficie).

Por lo tanto, las combinaciones de circuitos se disponen preferentemente en capas adyacentes, ya que para las corrientes de retorno no está claro un camino a través de varias capas.Aunque el rebote del suelo se puede reducir colocando condensadores de desacoplamiento cerca de las vías o reduciendo el espesor del dieléctrico entre los planos de referencia, no es un buen diseño.

10.Las direcciones de enrutamiento de los planos de señales adyacentes son ortogonales

En el mismo plano de señal, la dirección de la mayoría de los circuitos debe ser consistente y debe ser ortogonal a la dirección del circuito de los planos de señales adyacentes.Por ejemplo, la dirección del circuito de un plano de señal se puede establecer en la dirección del 'eje Y', y la dirección del circuito de otro plano de señal adyacente se puede establecer en la dirección del 'eje X'.

Por otro lado, cómo hacer el control de impedancia es un dolor de cabeza para muchos usuarios, pero SeekPCB puede hacerlo todo fácil.SeekPCB calculará automáticamente el ancho y el espaciado del circuito correspondiente a diferentes controles de impedancia de acuerdo con diferentes estructuras de PCB, para hacer la adaptación de impedancia para el usuario, sin la necesidad de realizar complejos cálculos de impedancia manualmente, ¡ahorrando esfuerzo y preocupaciones!