找回密码
 注册
关于网站域名变更的通知
查看: 6756|回复: 41
打印 上一主题 下一主题

[精品合集] PCB层叠EMC系列知识(五):十层板

  [复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
1#
发表于 2019-7-25 08:57 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

EDA365欢迎您登录!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x

% f* w" J* S" B+ h
      当需要6个布线层时,应该使用10层板。因此,十层板通常有六个信号层和四个平面。不建议在10层板上有6个以上的信号层。十层也是在0.062英寸厚的板上通常可以方便地制造的最大层数。偶尔你会看到一块0.062英寸厚的12层板,但能生产它的制造商数量有限。

8 i2 i% S. ?5 s9 C" i' |
      高层数板(10 +)需要薄的介质(通常0.006”或低于0.062”厚板),因此它们之间自动紧密耦合。当正确地设置层叠和布线,他们可以满足我们的所有目标,并将有出色的EMC性能和信号完整性。

3 x* s; L( u' Y1 d3 W8 r3 B
      图12中显示了一个非常常见且近乎理想的十层板层叠。这种叠层之所以具有如此好的性能,是因为信号与回流面的紧密耦合、高速信号层的屏蔽、多个地平面的存在以及板中心的电源/地平面对的紧密耦合。高速信号通常布在平面之间的信号层上(本例中为3-4层和7-8)

0 S+ Q/ i4 g( O6 h! V5 G  q

+ \1 J4 r9 S5 @* A  k, P
       在这种配置中,对正交走线信号进行配对的常用方法是层1和层10(只走低频信号),以及层3和层4和层7和层8(都走高速信号)。通过这种方式对信号进行配对,第2层和第9层上的平面为内层上的高频信号布线提供屏蔽。此外,第3层和第4层的信号通过中心电源/地平面对与第7层和第8层的信号隔离。例如,高速时钟可能在其中一对上布线,高速地址和数据总线可能在另一对上布线。这样一来,总线就受到了保护,不受干扰平面发出的时钟噪音污染。
/ o* O/ ?3 M8 O! P
       这种层叠满足所有5个原始目标。

, Q% k# D" Y8 r8 V8 X& K
       在图12所示的十层板上布线正交信号的另一种可能性是将层1和层3、层4和层7、层8和层10配对。在层1和3、层8和层10的情况下,该方法的优点是参考同一平面布正交信号。当然,缺点是如果第1层和/或第10层上有高频信号,PCB平面就没有提供固有的屏蔽。因此,这些信号层应该非常靠近它们相邻的平面(这在十层板的情况下是自然发生的)。
4 N& ?3 ~4 g; G8 R9 d' l
       上面讨论的每一种布线配置都有一些优点和一些缺点,如果仔细设计,任何一种都可以提供良好的EMC和信号完整性性能。
7 H& F, ?( Y; P. A: P& z7 u
       图12中的层叠可以通过对第5层和第6层采用某种形式的嵌入式PCB电容技术(如Zycon埋容)进一步改进,从而提高高频电源/地平面去耦。
7 r1 l1 [1 d. V
       图13显示了十层板的另一种可能的层叠。

2 w1 C+ p. k! `: z: |

1 V3 I4 s% E- i" F) P
4 m$ N3 H" X+ d: S. Z4 x- g, q# S+ d/ @1 F! L/ d: E+ y8 i( f9 D
       这种配置放弃了紧密间隔的电源/地平面对。作为回报,它提供三个信号布线层对的屏蔽,该屏蔽由板外层的接地平面实现,并且这些布线层对由内部电源和接地平面相互隔离。在这种结构中,所有的信号层都被屏蔽并彼此隔离。如果只有很少的低速信号可以放在外部信号层上(如图12所示),并且大多数信号都是高速的,那么图13的叠加是非常可取的,因为它提供了三对屏蔽的信号布线层。

1 Q9 |9 k$ q8 t6 D; Z: ^' Z8 S
        这种层叠的一个问题是,在高密度PCB板上,器件安装焊盘和过孔会严重地破坏外部地平面。这个问题必须得到解决,并且要外部层要仔细布线。

( ^& \; {% J3 I+ X8 K- K8 J
       这种配置满足目标1、2、4和5,但不满足目标3。
: N6 W: S( M. j5 e( {% i
       第三种可能性如图14所示。这种叠加允许相邻于同一平面的正交信号的布线,但在此过程中也必须放弃紧密间隔的电源/地平面。这种配置类似于图10所示的八层板,外加两个外低频路由层。
. Z( {/ A% o3 F% d, u- w* \; M
8 c3 ]9 d- K2 T/ b1 N6 ?1 S" z- P
图14中的配置满足目标1、2、4和5,但不满足目标3。然而,它还有一个额外的优点,即正交布线信号总是参考同一平面。
' w/ X" g2 }7 f, Z
图14中的层叠可以通过对第2层和第9层采用某种形式的嵌入式PCB电容技术(如Zycon埋容)来进一步改进(从而满足目标3),但这可以有效地将其转换为12层板。

% q# |& a1 j( J
总结:
前面的部分已经讨论了各种方法,以堆叠高速,数字逻辑,PCBs从四层到十层。一个好的PCB层叠减少辐射,提高信号质量,并有助于电源总线去耦。没有一种层叠是最好的,在每种情况下都有许多可行的选择,通常需要对目标做出一些妥协。
% n7 t" L3 Y, a# `$ P! ~% K. J, ?
除了层数、层类型(平面或信号)和层的排列顺序外,以下因素在决定板的EMC性能时也非常重要:
  • 层间距;
  • 为信号的正交布线分配信号层对;
  • 给信号(时钟、总线、高速、低频等)分配布线层对
    % h' m! o* m/ @/ A: E5 v4 R+ k3 U
2 b0 [7 g/ A, K: |/ n
本文对板层叠的讨论采用标准的0.062”厚板,截面对称,采用传统的过孔技术。如果考虑到盲孔、埋孔或微孔,其它因素也会发挥作用,且另外的板层叠不仅成为可能而且在许多情况下是可取的。
) O4 ?3 [4 ?: ^+ Z: ]

0 s$ x. @6 o; j8 P
, Y, |/ W- V' e' D" q- E5 `6 ?0 f

/ Y* f; z% w+ G: f5 B5 w
! }$ g# u+ j  u, C7 i; _/ S

评分

参与人数 1威望 +5 收起 理由
tiger + 5 EDA365有你更精彩!

查看全部评分

该用户从未签到

推荐
发表于 2021-3-8 17:55 | 只看该作者
像第一种叠层,3   4层的介质要选比较厚的吗,不然3  4层信号线之间会不会存在很大的干扰
4 \2 Q5 T# B; a5 Q3 J1 G  |

该用户从未签到

推荐
发表于 2019-7-25 13:19 | 只看该作者
期待已久的大作,顶起来
  • TA的每日心情
    开心
    2022-6-5 15:44
  • 签到天数: 35 天

    [LV.5]常住居民I

    推荐
    发表于 2021-2-24 08:16 | 只看该作者
    感谢分享,学习一下

    该用户从未签到

    6#
    发表于 2019-7-26 11:14 | 只看该作者
    非常好,学习了
  • TA的每日心情
    无聊
    2021-3-11 15:40
  • 签到天数: 24 天

    [LV.4]偶尔看看III

    8#
    发表于 2019-8-6 10:41 | 只看该作者
    说的很详细了
  • TA的每日心情
    开心
    2020-3-4 15:24
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    13#
    发表于 2019-8-26 17:45 | 只看该作者
    duoxie fenxiang
    您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

    本版积分规则

    关闭

    推荐内容上一条 /1 下一条

    EDA365公众号

    关于我们|手机版|EDA365电子论坛网 ( 粤ICP备18020198号-1 )

    GMT+8, 2025-7-18 11:46 , Processed in 0.140625 second(s), 29 queries , Gzip On.

    深圳市墨知创新科技有限公司

    地址:深圳市南山区科技生态园2栋A座805 电话:19926409050

    快速回复 返回顶部 返回列表