Ngăn xếp PCB 4 lớp - (tín hiệu, tín hiệu, nguồn, mặt đất)


9

Tôi đã phát triển một bảng cho một dự án và công ty sẽ lắp ráp nó trong một mô-đun có thể cắm được vừa hỏi tôi một sửa đổi kỳ lạ.

Hiện tại nó là một bảng 4 lớp : tín hiệu trên cùng, mặt đất, nguồn, tín hiệu dưới cùng. Khá chuẩn.

Họ muốn tôi trao đổi mặt phẳng mặt đất với lớp tín hiệu dưới cùng . Bằng cách này, họ có thể dễ dàng tiếp xúc với vỏ máy (có tản nhiệt lớn) với mặt phẳng đất bằng một lớp than chì mỏng. Chúng nhằm mục đích cải thiện khả năng tản nhiệt của một số thành phần quan trọng, đã được tiếp xúc với mặt phẳng đất thông qua phần tiếp xúc với thành phần.

Tôi đang cố gắng tìm hiểu xem đây có phải là một ý tưởng tồi hay không. Dưới đây là những cân nhắc của tôi:

  1. Các tín hiệu được định tuyến trong bảng không phải là HF, tối đa 10 MHz và không có đồng hồ squarewave trong bảng.
  2. Các cạnh nhanh nhất của một số tín hiệu có thời gian lắng vài um và đi qua một đầu nối từ một bảng khác, do đó chúng có thể đã được lọc bởi các đầu nối điện dung ký sinh.
  3. Có các lớp tham chiếu cho đến nay từ các lớp tín hiệu có vẻ là một ý tưởng tồi cho các đường dẫn trở lại. Một ngăn xếp tốt hơn có thể là: (tín hiệu hàng đầu, công suất, tín hiệu, mặt đất).
  4. Mặt khác, việc tăng khoảng cách từ các mặt phẳng tham chiếu của các thành phần quan trọng đó (một số TIA có độ ồn rất thấp) làm giảm điện dung đầu vào ký sinh (hiện ở khoảng 0,5pF), do đó giảm nhiễu đầu ra của cấu hình TIA.

Mặc dù của bạn là gì?


Một số câu trả lời cho ý kiến ​​của bạn:

Có thể chỉ cần thêm đa giác đổ vào lớp dưới cùng?

Có thể là vậy, nhưng có một loạt tín hiệu trong một khu vực không thể định tuyến lại. Vì than chì có tính dẫn điện, tôi sẽ chỉ dựa vào sellermask để tránh đoản mạch, sự cô lập trên vias có thể là một vấn đề (tôi không thể sử dụng vias tents).

Là các lớp tín hiệu tràn ngập mặt đất?

Hiện tại không có. Chủ yếu là để giảm điện dung đầu vào xuống đất của TIA, nhưng có một số lĩnh vực mà tôi chắc chắn có thể lấp đầy.

Các thành phần nóng có thể được di chuyển xuống dưới cùng của PCB?

Không, chúng phải nằm trên lớp trên cùng do các ràng buộc lắp ráp và định tuyến khác.

Họ có thực sự quan tâm lớp năng lượng ở đâu, hoặc họ chỉ muốn mặt đất ở phía dưới?

Họ chỉ yêu cầu mặt đất ở phía dưới. Đó là lý do tại sao tôi xem xét ngăn xếp thay thế (tín hiệu hàng đầu, công suất, tín hiệu, mặt đất).

Than chì có tính dẫn điện. Nếu vias của bạn không đầy đủ / đầy, bạn sẽ ở trong cả một thế giới vấn đề.

Tôi cũng rất quan tâm về điều đó. Hơn nữa, nếu tôi không xóa hoàn toàn khu vực khỏi dấu vết tín hiệu, tôi chỉ dựa vào sự cô lập được đưa ra bởi sellermask, điều đó có thể dễ dàng bị trầy xước.


Tôi tin rằng sự thay đổi có thể được thực hiện để làm việc. Nếu thiết kế bảng hoàn thành và yêu cầu thay đổi này, điều đó có nghĩa là một số thiết kế lại ảnh hưởng đến lịch trình và chi phí phát triển của bạn. Tôi tự hỏi nếu thay vì thay đổi chồng lên, có thể chỉ cần thêm đa giác mặt đất ở lớp dưới cùng được định vị để tiếp xúc với tản nhiệt? Đó có thể là một thay đổi ít ấn tượng hơn, mặc dù không nhìn thấy thiết kế của bạn thì thật khó để nói.
Smith

3
Điều này có khả năng tạo ra một ngăn xếp không đối xứng; điều đó có thể sẽ gây ra cung và xoắn quá mức trong quá trình chỉnh lại dòng điện (giả sử đó là một bảng được chỉnh lại).
Peter Smith

Là các lớp tín hiệu tràn ngập mặt đất? Nếu bạn có mặt phẳng tín hiệu-mặt phẳng tín hiệu thì bo mạch sẽ bị mất cân bằng và có thể bị cong vênh trong quá trình sản xuất PCB do các đặc tính giãn nở nhiệt khác nhau.
Andrew

Các thành phần nóng có thể được di chuyển xuống dưới cùng của PCB? Bằng cách đó, chúng tiến gần đến tản nhiệt hơn và có ít khả năng chịu nhiệt hơn.
CHendrix

1
@mkeith: không cần thiết nếu bạn cân bằng đồng trên các lớp tín hiệu bằng cách lấp đầy các vùng trống GND, bạn có thể làm điều gì đó chấp nhận được. Nhưng nếu bạn có nhiều dấu vết tín hiệu, việc điền đồng sẽ khó khăn. Vì vậy, nó phụ thuộc vào thiết kế. Nó phải được thảo luận với nhà fab.
zeqL

Câu trả lời:


3

Một cấu hình PCB khác sẽ không thành vấn đề nếu:

1) Thay đổi điện dung từ mặt đất sang một mặt phẳng nhất định không thành vấn đề. (và cả hiệu ứng đường truyền). Thật tiện lợi khi đặt mặt phẳng ở giữa vì bạn đang cho hầu hết các mặt phẳng một điện dung ký sinh nhỏ vào lớp mặt đất. Bằng cách gửi mặt phẳng mặt đất đến lớp dưới cùng, điện dung đến mặt phẳng mặt đất được tăng lên từ các lớp tín hiệu ở trên cùng. Độ tự cảm của dấu vết PCB được tăng thêm từ mặt đất, chủ yếu ảnh hưởng đến các mạch tốc độ cao.

nhập mô tả hình ảnh ở đây Hình từ Kỹ thuật tương thích điện từ của Henry W Ott

2) Dòng trở về được bảo toàn, hãy nhớ mặt phẳng đất mang dòng trở về. Nếu các mặt phẳng bị tráo đổi, không đặt các khe trong mặt phẳng mặt đất nếu nó được di chuyển lên lớp trên cùng. Điều đó sẽ thay đổi hiệu suất của mặt phẳng mặt đất và có thể cung cấp cho bạn nhiều vấn đề EMI hơn và các vấn đề chế độ phổ biến từ dòng trở lại phải chạy "xung quanh" các khe trong mặt phẳng mặt đất. nhập mô tả hình ảnh ở đây

Nó không có vẻ như đây sẽ là một điều khó thực hiện trong trường hợp của bạn nếu bạn không có yêu cầu tốc độ cao hoặc các mạch tương tự nhạy cảm khác có yêu cầu về tiếng ồn. Nếu bạn có mạch nhạy cảm, nó có thể bố trí sáng tạo hơn.

Đây là một đọc tốt về thường xuyên

Nhận ra rằng có các tùy chọn khác để quản lý nhiệt, như chuyển sang trọng lượng đồng hoặc tản nhiệt cao hơn. Máy bay công suất cũng có thể được sử dụng để quản lý nhiệt trong một số trường hợp HOẶC nếu bạn có không gian trên nhiều lớp, hãy sử dụng càng nhiều lớp càng tốt. Tôi đã sử dụng nhiều lớp trong quá khứ nhưng tôi không có yêu cầu hàn nghiêm ngặt.


C= =ε0εrMộtdε0= =8.854e-12εr= =4,4Một= =144e-6

Đừng bận tâm, sức mạnh của tôi đã sai, nF đã chuyển nhầm thành pF. Những rắc rối với việc làm toán vào buổi tối!
Tom Carpenter

Đừng lo lắng, cm ^ 2 luôn luôn giúp tôi, tôi thường chuyển đổi nó thành m ^ 2 ngay bây giờ
Điện áp Spike

1

Nó không phải là một ý tưởng tốt để giữ hai lớp tín hiệu liên tiếp. Bởi vì, nó tạo ra cuộc nói chuyện chéo / nhiễu trong các đường tín hiệu.

Trong trường hợp xấu nhất nếu bạn muốn đặt các lớp tín hiệu liên tiếp, bạn nên đặt các đường tín hiệu vuông góc với nhau trong các lớp đó.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.