Při návrhu vysokorychlostních a komplikovaných obvodů je běžné používat více než čtyři vrstvy. Jak si vybrat správný zásobník? Tento článek analyzuje běžně používané sestavy PCB.

Čtyřvrstvý plán seskupování DPS

Stohování desek plošných spojů 1 volitelné:

Nahoře, GND2, PWR3, SPODNÍ

Toto je standardní 4vrstvé řešení pro průmysl. Pod povrchem hlavního zařízení, který je zároveň vrstvou kabeláže, se nachází kompletní a pevná zemnící plocha.

Při nastavování tloušťky vrstvy by tloušťka jádra mezi vrstvami napájecí roviny a základní roviny neměla být příliš silná. Tím se sníží impedance distribuovaná rovinou napájecího zdroje a zemními plochami a také se zajistí, že bude dosaženo efektu filtrování rovinné kapacity.

Stohování desek plošných spojů 2 volitelné:

Nahoře, GND3, PWR2, SPODNÍ

Třetí vrstva musí být umístěna na základní rovině, pokud je spodní vrstva povrchem hlavního komponentu nebo pokud se tam nacházejí signální vedení.

Tloušťka nosné desky mezi vrstvami základní a napájecí roviny by měla být při nastavování tloušťky vrstvy minimální.

Stohování desek plošných spojů 3 volitelné:

GND1, S2, S3, GND4/PWR4

Toto řešení se používá pro desky filtrů rozhraní a návrhy backplane. GND a PGND mohou být uspořádány na první a čtvrté vrstvě, protože na desce není žádný plán napájení.

Na horní vrstvě (povrchové vrstvě) lze použít pouze několik krátkých čar. Měď je také položena na vrstvy vodičů S02 a S03, aby se řídila symetrie a zajistilo se zachování roviny povrchového vodiče.

Plán návrhu sestavení šestivrstvých desek plošných spojů

Stohování desek plošných spojů 1 volitelné:

TOP, GND2, S3, PWR4, GND5, Spodní

Toto je standardní 6vrstvé řešení pro průmysl. Má 3 vrstvy vodičů a 3 referenční roviny. Je důležité, aby tloušťka desky mezi čtvrtou a pátou vrstvou nepřesáhla určitou mez, aby bylo dosaženo nízké impedance přenosového vedení.

Nízká impedance může zvýšit schopnost oddělení napájecího zdroje.

Tato 3. vrstva je vrstva elektroinstalace. Tato vrstva je místem, kde musí být umístěna vysoce riziková vedení, jako jsou hodinové čáry, aby byla zachována integrita signálu a odolávaly elektromagnetické energii. Další nejlepší vrstvou pro směrování je spodní vrstva. Horní vrstva je směrovatelná.

Stohování desek plošných spojů 2 volitelné:

TOP, GND2, S3, S4, PWR5, SPODNÍ

Toto stohovací řešení se používá, když je příliš mnoho tras a není možné uspořádat tři vrstvy vodičů.

Řešení obsahuje čtyři vrstvy vodičů, dvě referenční roviny a dvě signálové vrstvy mezi napájecí a zemnící rovinou. Napájecí plocha není oddělena od zemní vrstvy.

Vrstva 3 se nachází v blízkosti zemní plochy, a proto je to vrstva, kterou lze použít pro vysoce rizikové kabely, jako jsou hodiny. Vrstvy směrování jsou 1, 4 a 6 vrstev.

Stohování desek plošných spojů 3 volitelné:

TOP, S2, GND3, PWR4, S5, DOLNÍ

Toto řešení má čtyři vrstvy vodičů a také dvě referenční roviny.

Tato struktura má silovou rovinu/půdorys s malou roztečí, která poskytuje sníženou výkonovou impedanci a také optimální výkonové oddělení.

Nahoře a dole jsou špatné vrstvy vodičů. Vrstva vodičů je umístěna ve druhé vrstvě nejblíže k zemní ploše. Může být použit pro vysoce rizikové signály, jako jsou hodiny.

Vrstva 5 může být použita pro vysoce rizikové signály, pokud je zajištěna RF cesta. Křížové zapojení se doporučuje na 1, 2, 5 a 6 vrstvách.

Osmivrstvý plán stohování desek plošných spojů

Stohování desek plošných spojů 1 volitelné:

TOP、GND2、S3、GND4、PWR5、S6、GND7、BOTTOM

Toto je nejběžnější řešení vrstvení pro osmivrstvé desky plošných spojů, které mají čtyři vrstvy vodičů a čtyři referenční roviny. Tato struktura stackupsd PCB je schopna dosáhnout nejlepšího oddělení napájení a má vynikající charakteristiky EMC a integrity signálu.

Vrstvy nahoře a dole jsou směrovatelné EMI. Obě sousední vrstvy vrstvy 3 a vrstvy 6 jsou referenčními rovinami, a tedy vrstvami vodičů. Obě sousední vrstvy vrstvy 3 jsou základní roviny. Jsou to tedy elektroinstalační vrstvy. Je důležité, aby tloušťka jádra mezi 4. vrstvou a 5. vrstvou nepřesáhla určitou mez. To umožní nižší přenosovou impedanci, která zlepší oddělení napájecího zdroje.

Stohování desek plošných spojů 2 volitelné:

TOP、GND2、S3、PWR4、GND5、S6、PWR7、BOTTOM

Ve srovnání s řešením 1 se jedná o řešení, které dobře funguje v situacích, kdy máte mnoho různých typů zdrojů energie a jediné napájecí letadlo je nezvládne. Vrstva elektroinstalace je vrstva 3. Hlavní napájecí zdroj může být umístěn ve čtvrtém patře, přiléhající k zemi.

Na sedmé vrstvě je napájecí zdroj rozdělený na dvě části. Aby se zlepšilo oddělení napájecího zdroje, měla by být spodní vrstva vyrobena z uzemněné mědi. K vyvážení desky plošných spojů a ke snížení deformace na horní vrstvě by měla být také použita uzemněná měď.

Stohování desek plošných spojů 3 volitelné:

TOP、S2、GND3、S4、S5、PWR6、S7、BOTTOM

Toto řešení se skládá ze šesti vrstev vedení, dvou referenčních rovin. Tato struktura stackupsd PCB má velmi špatné vlastnosti pro oddělení výkonu a také velmi špatné potlačení EMI.

Horní a spodní vrstva mají špatné vlastnosti EMI. Pro 2. a 4. vrstvu vedle půdorysu se doporučuje křížení.

Vrstvy směrování 5 a 7, bezprostředně sousedící s Power Plane, jsou přijatelné. Toto řešení se používá pro 8vrstvé konstrukce, které mají méně SMD. Vzhledem k tomu, že jsou zde pouze zásuvky, je možné položit na povrch velké množství mědi.

Závěr:

V komplexním návrhu DPS neexistuje univerzální řešení. Zvolené stohování závisí na složitosti vašeho obvodu, požadavcích na signál a hlediscích napájení. Znalost každého stohovacího návrhu umožňuje návrhářům činit informovanější rozhodnutí v souladu s jejich projektovými cíli. Pečlivým zvážením kompromisů můžete vytvořit sadu desek plošných spojů, která splňuje všechny technické požadavky, ale také poskytuje spolehlivý výkon konečného produktu.