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本帖最后由 monsterscvb 于 2020-7-23 14:07 编辑 % U( ]# | v- h$ V
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PCB 线路板叠层设计要注意哪些问题呢?下面就让专业工程师来告诉你。 做叠层设计时,一定要遵从两个规矩:1 c3 M% D/ ]+ J1 W6 _
1. 每个走线层都必须有一个邻近的参考层(电源或地层);" f5 j! m# p) y y0 D' D
2. 邻近的主电源层和地层要保持最小间距,以提供较大的耦合电容。. E1 I- g1 h2 K, H- J5 p c
下面就让我们举例二、四、六层板来做说明:; y4 T5 F. S/ {: }* m: c
1单面 PCB 板和双面 PCB 板的叠层1 [. j' _4 F* Q7 N* r& A
对于两层板来说,控制 EMI 辐射主要从布线和布局来考虑。
8 x h* r0 L7 C 单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出,造成这种现象的主要原因就是信号回路面积过大,不仅产生了较强的电磁辐射,而且使电路对外界干扰敏感。要改善线路的电磁兼容性,最简单的方法是减小关键信号的回路面积;关键信号主要指产生较强辐射的信号和对外界敏感的信号。
( o; x/ F, s* I$ G 单、双层板通常使用在低于 10KHz 的低频模拟设计中:6 v- C. I% p# `
1)在同一层的电源以辐射状走线,并最小化线的长度总和;' n$ m! e- P7 T" E5 l% T* z6 t3 e
2)走电源、地线时,相互靠近;在关键信号线边上布一条地线,这条地线应尽量靠近信号线。这样就形成了较小的回路面积,减小差模辐射对外界干扰的敏感度。
3 ~2 Q0 `3 M. V% I0 D* b3 X1 X' S 3)如果是双层线路板,可以在线路板的另一面,紧靠近信号线的下面,沿着信号线布一条地线,线尽量宽些。4 C4 y% r E# e. I
2四层板的叠层
+ F5 C9 q$ ~0 S3 p 1. SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;. U. J8 x1 a: x3 }$ W" U$ A
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
" x* p; I1 j; t! N( \& s2 Q 以上两种叠层设计,潜在的问题是对于传统的 1.6mm(62mil)板厚。层间距将会变得很大,不利于控制阻抗、层间耦合及屏蔽;特别是电源地层之间间距很大,降低了板电容,不利于滤除噪声。
. T4 `: B0 I" y; b8 p# k: | 第一种方案,通常应用于板上芯片较多的情况。这种方案可得到较好的 SI 性能,对于 EMI 性能来说并不是很好,主要通过走线及其他细节来控制。7 s3 e5 M; r$ z: g- y; G2 l
第二种方案,通常应用于板上芯片密度足够低和芯片周围有足够面积的场合。此种方案 PCB 的外层均为地层,中间两层均为信号 / 电源层。从 EMI 控制的角度看, 这是现有的最佳 4 层 PCB 结构。& K/ m/ H# X1 n: p) A
主要注意:中间两层信号、电源混合层间距要拉开,走线方向垂直,避免出现串扰;适当控制板面积,体现 20H 规则。 3六层板的叠层
; X1 a$ X, @9 o 对于芯片密度较大、时钟频率较高的设计应考虑 6 层板的设计,推荐叠层方式:" _; I) s2 ]( f) P! C2 \
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
5 p+ a8 F- I' x. W0 T+ Q, N. F 这种叠层方案可得到较好的信号完整性,信号层与接地层相邻,电源层和接地层配对,每个走线层的阻抗都可较好控制,且两个地层都是能良好的吸收磁力线。, n$ s; c8 k' y
2.GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;
! ~6 I$ ^ o* L1 w; d3 n- ~ 该种方案只适用于器件密度不是很高的情况,这种叠层具有上面叠层的所有优点,并且顶层和底层的地平面比较完整,能作为一个较好的屏蔽层 来使用。因此,EMI 性能要比第一种方案好。
5 u7 m6 r7 U, H 小结:对比第一种方案与第二种方案,第二种方案成本要大大增加。因此,我们叠层时通常选择第一种方案。) F# |( I# Z( D1 _3 [! F6 V2 R8 Q
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