Проектирование ламината

Если плотность компонентов на 4-слойной пластине относительно высока, лучше использовать 6-слойную пластину. Однако экранирующее действие электромагнитного поля недостаточно хорошо для некоторых многослойных схем в проектировании 6-слойной платы, что мало влияет на снижение переходного сигнала силовой шины. Два примера обсуждаются ниже.

В первом случае источник питания и земля размещаются во втором и пятом слоях соответственно. Из-за высокого импеданса меди источника питания это очень неблагоприятно для контроля синфазного электромагнитного излучения. Однако с точки зрения контроля импеданса сигнала этот способ очень правильный.

Во втором примере источник питания и заземление размещены в слоях 3 и 4 соответственно. Эта конструкция решает проблему импеданса источника питания с медным покрытием. Из-за плохих характеристик электромагнитного экранирования слоев 1 и 6 увеличивается электромагнитная помеха в дифференциальном режиме. Если количество сигнальных проводов на двух внешних слоях минимально, а длина линии очень мала (менее 1/20 длины волны наибольшей гармоники сигнала), то эта конструкция может решить проблему электромагнитных помех в дифференциальном режиме.

Подавление дифференциальных электромагнитных помех особенно хорошо, когда некомпонентные и непроводные области на внешнем слое заполнены медью, а покрытые медью области заземлены (с интервалом в 1/20 длины волны). Как было сказано выше, участок медеукладки должен быть соединен с несколькими точками внутренних соединительных слоев. Высокопроизводительные проектирования 6-слойной платы общего назначения обычно распределяют слои 1 и 6 как слои, а слои 3 и 4 как питание и землю. Поскольку между силовым слоем и заземляющим слоем есть два слоя микрополосковой сигнальной линии, способность подавления электромагнитных помех превосходна. Недостаток этой конструкции в том, что всего два слоя проводки. Как описано ранее, если внешняя проводка короткая, а медь проложена в области, не связанной с проводкой, такая же укладка может быть достигнута с помощью обычной 6-слойной платы.

Другая 6-слойная схема платы – это сигнал, земля, сигнал, питание, земля, сигнал, что обеспечивает среду, необходимую для усовершенствованной конструкции целостности сигнала. Сигнальный слой примыкает к заземляющему слою, а силовой уровень связан с заземляющим слоем. Очевидно, что минус в том, что слои уложены неравномерно. Обычно это вызывает проблемы при производстве. Решение проблемы — заполнить все пустые места третьего слоя медью. После заполнения медью, если плотность медного покрытия третьего слоя близка к плотности слоя питания или заземления, эту плату можно условно считать сбалансированной платой. Область медного заполнения должна быть подключена к источнику питания или заземлена. Отверстия по-прежнему находятся на расстоянии 1/20 длины волны друг от друга, поэтому вам не нужно соединять их повсюду, но в идеале вы должны это сделать.

10-слойная пластина

Поскольку изоляция между слоями очень тонкая, импеданс между слоями из 10 или 12 плат очень низок, и ожидается превосходная целостность сигнала, если наслоение и укладка не вызывают проблем. Трудно обрабатывать и производить 12-слойные листы толщиной 62 мила, и не так много производителей, способных обрабатывать 12-слойные листы.

Поскольку между сигнальным слоем и контурным слоем всегда имеется изолирующий слой, не оптимально выделять шесть средних слоев для трассировки сигнальной линии в 10-слойной конструкции платы. Кроме того, важно, чтобы сигнальный слой был соседним со слоем шлейфа, то есть схема платы — сигнал, земля, сигнал, сигнал, питание, земля, сигнал, сигнал, сигнал, сигнал. Эта конструкция обеспечивает хороший путь для сигнального тока и его контурного тока. Правильная стратегия маршрутизации состоит в том, чтобы проложить первый этаж в направлении X, третий этаж в направлении Y, четвертый этаж в направлении X и так далее. Визуально слои 1 и 3 представляют собой пару слоев, слои 4 и 7 — пару слоев, а слои 8 и 10 — последнюю пару слоев. Когда направление линии необходимо изменить, сигнальную линию на первом этаже следует изменить «через отверстие» на третий этаж. На практике у вас не всегда может получиться это сделать, но в качестве концепции дизайна постарайтесь ей следовать. Точно так же при изменении направления сигнала он должен идти из слоев 8 и 10 или из слоев 4 в 7, проходя через отверстия.

Такая проводка обеспечивает самую тесную связь между прямым трактом и контуром сигнала. Например, если сигнал маршрутизируется на уровне 1, а петля маршрутизируется на уровне 2 и только на уровне 2, то даже если сигнал на уровне 1 передается на уровень 3 через «сквозное отверстие», его петля все еще находится на уровне 2, таким образом сохраняя характеристики низкой индуктивности, большой емкости и хороших характеристик электромагнитного экранирования. Что, если реальный маршрут не такой? Например, сигнальная линия на первом слое через отверстие к 10-му слою, затем контурный сигнал должен был найти плоскость заземления с 9-го слоя, петлевой ток найти ближайшее заземляющее отверстие (например, сопротивление или конденсатор и другие компоненты заземляющего контакта). Если у вас есть такой рядом, вам крупно повезло. Если нет такого близкого сквозного отверстия, индуктивность будет больше, емкость уменьшить, электромагнитные помехи должны увеличиться.

Когда сигнальная линия должна выйти из существующей пары слоев проводки к другим слоям проводки через отверстие, отверстие заземления должно быть размещено рядом с отверстием, чтобы сигнал контура можно было плавно вернуть на соответствующий слой заземления. Для уровней 4 и 7 петля сигнала будет возвращаться из уровня мощности или уровня земли (т. е. уровня 5 или 6), поскольку емкостная связь между уровнем мощности и уровнем земли хорошая и сигнал легко передается.