Általánosságban elmondható, hogy a laminált tervezésnek két fő szabálya van:
1. Minden útválasztási rétegnek rendelkeznie kell egy szomszédos referenciaréteggel (tápegység vagy formáció);
2. A szomszédos fő teljesítményréteget és a földet minimális távolságra kell tartani a nagy csatolási kapacitás biztosítása érdekében;
A következő példa egy két-nyolc rétegű rétegre mutat be:
A. egyoldalas NYÁK-lap és kétoldalas NYÁK-lap laminált
Két réteg esetén, mivel a rétegek száma kicsi, nincs laminálási probléma. Az elektromágneses sugárzás szabályozását elsősorban a kábelezés és az elrendezés alapján kell figyelembe venni;
Az egy- és kétrétegű lemezek elektromágneses kompatibilitása egyre hangsúlyosabb. Ennek a jelenségnek a fő oka a túl nagy jelhurok-terület, ami nemcsak erős elektromágneses sugárzást produkál, hanem érzékennyé teszi az áramkört a külső interferenciákkal szemben is. Egy vonal elektromágneses kompatibilitásának javítására a legegyszerűbb mód a kritikus jel hurokterületének csökkentése.
Kritikus jel: Az elektromágneses kompatibilitás szempontjából a kritikus jel főként az erős sugárzást kibocsátó és a külvilágra érzékeny jelekre utal. Az erős sugárzást kibocsátó jelek általában periodikus jelek, például órajelek vagy címek alacsony jelei. Az interferenciaérzékeny jelek azok, amelyek alacsony szintű analóg jelekkel rendelkeznek.
Az egy- és kétrétegű lemezeket általában 10 kHz alatti alacsony frekvenciájú szimulációs tervekben használják:
1) A tápkábeleket ugyanazon a rétegen, radiális módon vezesse, és minimalizálja a vezetékek hosszának összegét;
2) Amikor a tápegység és a földvezeték között közel haladunk egymáshoz, fektessünk egy földvezetéket a kulcsjelző vezeték közelébe a lehető legközelebb. Így kisebb hurokfelület alakul ki, és csökken a differenciálmódusú sugárzás érzékenysége a külső interferenciával szemben. Amikor egy földvezetéket helyezünk a jelvezető vezeték mellé, egy legkisebb felületű áramkör jön létre, és a jeláramot ezen az áramkörön kell átvezetni, nem pedig a másik földelési útvonalon.
3) Ha kétrétegű áramköri lapról van szó, akkor az áramköri lap másik oldalán, az alatta lévő jelvezeték közelében helyezkedhet el, a jelvezeték mentén egy lehető legszélesebb földvezetéket húzva. Az így kapott áramköri terület megegyezik az áramköri lap vastagságának és a jelvezeték hosszának szorzatával.
B. Négy réteg laminálása
1. Jel-föld (PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(TÁP)-SIG(TÁP)-GND;
Mindkét laminált kialakítás esetében a potenciális probléma a hagyományos 1,6 mm-es (62mil) lemezvastagság. A rétegek közötti távolság megnő, ami nemcsak a szabályozási impedanciát, a rétegek közötti csatolást és az árnyékolást segíti elő; különösen a tápegység rétegei közötti nagy távolság csökkenti a lemez kapacitását, és nem segíti elő a zajszűrést.
Az első sémát általában akkor használják, ha nagyszámú chip van a panelen. Ez a séma jobb SI teljesítményt érhet el, de az EMI teljesítmény nem olyan jó, amit főként a kábelezés és egyéb részletek szabályoznak. Fő szempont: A formáció a legsűrűbb jelrétegben helyezkedik el, ami elősegíti a sugárzás elnyelését és elnyomását; A lemezfelület növelése a 20H szabály tükrözése érdekében.
A második sémát általában ott alkalmazzák, ahol a chip sűrűsége a kártyán elég alacsony, és a chip körül elegendő terület van a szükséges tápellátási rézbevonat elhelyezéséhez. Ebben a sémában a NYÁK külső rétege teljes egészében rétegréteg, a középső két réteg pedig a jel/tápréteg. A tápegység a jelrétegen széles vezetékkel van elvezetve, ami alacsonyra csökkentheti a tápegység áramának útvonali impedanciáját, és a jel mikrocsík útvonalának impedanciája is alacsony, valamint árnyékolhatja a belső jelkisugárzást a külső rétegen keresztül. EMI-szabályozási szempontból ez a legjobb elérhető 4 rétegű NYÁK-struktúra.
Fő figyelem: a jel középső két rétegének és a teljesítménykeverő rétegnek nyitottnak kell lennie, a vonal iránya függőleges legyen, kerülje az áthallást; Megfelelő vezérlőpanel-területet kell biztosítani, a 20H szabálynak megfelelően; Ha a vezetékek impedanciáját szabályozni kell, a vezetékeket nagyon óvatosan kell a tápegység rézszigetei és a föld alá fektetni. Ezenkívül a tápegységet vagy a rézfektetést a lehető legjobban össze kell kötni az egyenáramú és az alacsony frekvenciájú csatlakoztathatóság biztosítása érdekében.
C. Hat rétegű lemez laminálása
Nagy chipsűrűség és magas órajelfrekvencia tervezéséhez 6 rétegű kártya kialakítását kell figyelembe venni. A laminálási módszer ajánlott:
1.SIG-GND-SIG-TÁP-GND-SIG;
Ennél a sémánál a laminálási séma jó jelintegritást ér el, mivel a jelréteg a földelőréteg mellett helyezkedik el, a tápréteg a földelőréteggel párosítva helyezkedik el, az egyes útválasztó rétegek impedanciája jól szabályozható, és mindkét réteg jól elnyeli a mágneses vonalakat. Ezenkívül jobb visszirányú útvonalat biztosít minden egyes jelréteg számára teljes tápellátás és kialakítás esetén.
2. GND-SIG-GND-TÁPELLÉK-SIG-GND;
Ennél a sémánál ez a séma csak akkor alkalmazható, ha az eszközsűrűség nem túl magas. Ez a réteg a felső réteg összes előnyével rendelkezik, és a felső és alsó rétegek földelő síkja viszonylag teljes, ami jobb árnyékoló rétegként használható. Fontos megjegyezni, hogy a teljesítményrétegnek a fő alkatrész síkjától eltérő réteg közelében kell lennie, mert az alsó sík teljesebb lesz. Ezért az EMI teljesítmény jobb, mint az első sémánál.
Összefoglalás: A hatrétegű panel sémájánál a tápellátási réteg és a föld közötti távolságot minimalizálni kell a jó tápellátás és földelés érdekében. Azonban, bár a lemez vastagsága 62mil és a rétegek közötti távolság csökkent, továbbra is nehéz nagyon kicsire szabályozni a fő tápellátási forrás és a földelő réteg közötti távolságot. Az első és a második sémához képest a második séma költsége jelentősen megnőtt. Ezért általában az első opciót választjuk, amikor rétegeket halmozunk. A tervezés során a 20H szabályokat és a tükrözési réteg szabályait kell követni.
D. Nyolc réteg laminálása
1, A gyenge elektromágneses abszorpciós kapacitás és a nagy teljesítményimpedancia miatt ez nem jó laminálási mód. Szerkezete a következő:
1. Jel 1 komponens felülete, mikrocsíkos kábelezési réteg
2. 2. jelű belső mikrocsík-útvonalvezető réteg, jó útválasztó réteg (X irány)
3. Talaj
4.Signal 3 Szalagvezeték-útvonal-réteg, jó útválasztási réteg (Y irány)
5. 4. jelű kábelvezető réteg
6. Teljesítmény
7. Signal 5 belső mikrocsíkos kábelezési réteg
8. Signal 6 Mikrocsík kábelezési réteg
2. Ez a harmadik rétegezési mód egy változata. A referencia réteg hozzáadásának köszönhetően jobb EMI-teljesítményt nyújt, és az egyes jelrétegek karakterisztikus impedanciája jól szabályozható.
1. Jel 1 komponens felület, mikrocsíkos kábelezési réteg, jó kábelezési réteg
2.Földréteg, jó elektromágneses hullámelnyelő képesség
3. 2. jelű kábelvezető réteg. Jó kábelvezető réteg
4. A teljesítményréteg és az azt követő rétegek kiváló elektromágneses elnyelést biztosítanak. 5. Földelési réteg
6. 3. jelű kábelvezető réteg. Jó kábelvezető réteg
7. Teljesítménynövelés, nagy teljesítményimpedanciával
8. 4. jelű mikrocsíkos kábelréteg. Jó kábelréteg
3, A legjobb egymásra rakási mód, mivel a többrétegű talajreferencia-sík használata nagyon jó geomágneses abszorpciós kapacitással rendelkezik.
1. Jel 1 komponens felület, mikrocsíkos kábelezési réteg, jó kábelezési réteg
2.Földréteg, jó elektromágneses hullámelnyelő képesség
3. 2. jelű kábelvezető réteg. Jó kábelvezető réteg
4. A teljesítményréteg és az azt követő rétegek kiváló elektromágneses elnyelést biztosítanak. 5. Földelési réteg
6. 3. jelű kábelvezető réteg. Jó kábelvezető réteg
7.Talajréteg, jobb elektromágneses hullámelnyelő képesség
8. 4. jelű mikrocsíkos kábelréteg. Jó kábelréteg
A rétegek számának és használatának megválasztása a panelen lévő jelhálózatok számától, az eszköz sűrűségétől, a PIN-sűrűségtől, a jelfrekvenciától, a panel méretétől és számos egyéb tényezőtől függ. Ezeket a tényezőket figyelembe kell vennünk. Minél több a jelhálózat, annál nagyobb az eszköz sűrűsége, minél nagyobb a PIN-sűrűség, annál nagyobb jelfrekvenciát kell alkalmazni a tervezés során, amennyire csak lehetséges. A jó EMI-teljesítmény érdekében a legjobb, ha minden jelrétegnek saját referenciarétege van.
Közzététel ideje: 2023. június 26.
