일반적으로 적층 설계에는 두 가지 주요 규칙이 있습니다.
1. 각 라우팅 계층에는 인접한 참조 계층(전원 공급 또는 형성)이 있어야 합니다.
2. 인접한 주 전원층과 접지는 최소 거리를 유지하여 큰 결합 용량을 제공해야 합니다.
다음은 2층에서 8층까지 쌓는 예입니다.
A.단면 PCB 기판 및 양면 PCB 기판 적층
2중 구조의 경우, 층수가 적기 때문에 적층 문제가 발생하지 않습니다. EMI 방사 제어는 주로 배선 및 레이아웃 측면에서 고려됩니다.
단층 및 복층 플레이트의 전자파 적합성은 점점 더 중요해지고 있습니다. 이러한 현상의 주된 원인은 신호 루프 면적이 너무 커서 강한 전자파를 방출할 뿐만 아니라 회로가 외부 간섭에 민감해지기 때문입니다. 회선의 전자파 적합성을 개선하는 가장 간단한 방법은 중요 신호의 루프 면적을 줄이는 것입니다.
중요 신호: 전자파 적합성 관점에서 중요 신호는 주로 강한 방사를 생성하고 외부 환경에 민감한 신호를 의미합니다. 강한 방사를 생성할 수 있는 신호는 일반적으로 클록이나 주소의 낮은 신호와 같은 주기적인 신호입니다. 간섭에 민감한 신호는 낮은 레벨의 아날로그 신호를 갖는 신호입니다.
단일 및 이중 레이어 플레이트는 일반적으로 10KHz 이하의 저주파 시뮬레이션 설계에 사용됩니다.
1) 동일 층의 전력 케이블을 방사형으로 배치하고, 각 선의 길이의 합을 최소화합니다.
2) 전원 공급 장치와 접지선을 연결할 때는 서로 가깝게 연결하십시오. 접지선은 주요 신호선 근처에 최대한 가깝게 배치하십시오. 이렇게 하면 루프 면적이 줄어들고 차동 모드 방사의 외부 간섭에 대한 민감도가 감소합니다. 신호선 옆에 접지선을 추가하면 면적이 가장 작은 회로가 형성되므로 신호 전류는 다른 접지 경로가 아닌 이 회로를 통해 전달되어야 합니다.
3) 이중층 회로 기판인 경우, 회로 기판의 반대쪽, 아래쪽 신호선 근처에 신호선을 따라 접지선을 최대한 넓게 배치할 수 있습니다. 이렇게 하면 회로 기판의 두께에 신호선의 길이를 곱한 값이 회로 면적이 됩니다.
B.4층 적층
1. Sig-접지(PWR)-PWR(GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
이 두 적층 설계 모두 기존의 1.6mm(62mil) 판 두께에 잠재적인 문제가 있습니다. 층 간격이 넓어져 제어 임피던스, 층간 결합 및 차폐에 도움이 될 뿐만 아니라, 특히 전원 공급 장치 층 사이의 간격이 넓어 판의 정전용량이 감소하고 노이즈 필터링에도 도움이 되지 않습니다.
첫 번째 방식은 일반적으로 보드에 칩이 많이 있는 경우에 사용됩니다. 이 방식은 더 나은 SI(In-Secure Signal) 성능을 얻을 수 있지만, EMI(Electro-Mix) 성능은 그다지 좋지 않습니다. EMI 성능은 주로 배선 및 기타 세부 사항에 의해 제어됩니다. 주요 주의 사항: 이 구조는 가장 밀도가 높은 신호층에 배치되어 복사 흡수 및 억제에 도움이 됩니다. 20H 규칙을 반영하기 위해 플레이트 면적을 늘리십시오.
두 번째 방식은 일반적으로 보드의 칩 밀도가 충분히 낮고 칩 주변에 필요한 전원 구리 코팅을 할 수 있는 충분한 공간이 있는 경우에 사용됩니다. 이 방식에서 PCB의 외층은 모두 단층 구조이고, 중간 두 층은 신호/전원층입니다. 신호층의 전원 공급 장치는 넓은 배선으로 배선되어 전원 공급 장치 전류의 경로 임피던스를 낮출 수 있으며, 신호 마이크로스트립 경로의 임피던스도 낮춰 외부층을 통해 내부 신호 복사를 차폐할 수 있습니다. EMI 제어 관점에서 볼 때, 이 방식은 현존하는 최고의 4층 PCB 구조입니다.
주요 주의 사항: 신호 및 전력 혼합층 중간 두 층의 간격을 벌려야 하며, 회선 방향은 수직으로 하여 누화를 방지해야 합니다. 20H 규칙을 반영하여 적절한 제어반 면적을 확보해야 합니다. 전선의 임피던스를 제어해야 하는 경우, 전원 공급 장치와 접지선의 구리선 아래에 전선을 매우 조심스럽게 배치해야 합니다. 또한, 전원 공급 장치 또는 구리선은 직류 및 저주파 연결을 보장하기 위해 최대한 상호 연결되어야 합니다.
C. 6겹의 판 적층
높은 칩 밀도와 높은 클럭 주파수를 설계하려면 6층 기판 설계를 고려해야 합니다. 다음과 같은 적층 방식을 권장합니다.
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
이 구조의 적층 방식은 우수한 신호 무결성을 달성합니다. 신호층은 접지층에 인접하고, 전력층은 접지층과 쌍을 이루며, 각 라우팅층의 임피던스는 잘 제어될 수 있고, 두 층 모두 자계선을 잘 흡수합니다. 또한, 완전한 전원 공급 및 형성 조건에서 각 신호층에 더 나은 복귀 경로를 제공할 수 있습니다.
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;
이 방식은 소자 밀도가 높지 않은 경우에만 적용됩니다. 이 층은 상층의 모든 장점을 가지며, 상하층의 접지면이 비교적 완전하여 더 나은 차폐층으로 사용할 수 있습니다. 전력층은 주 소자면이 아닌 층에 가깝게 위치해야 한다는 점에 유의해야 합니다. 하층면이 더 완전하기 때문입니다. 따라서 EMI 성능이 첫 번째 방식보다 우수합니다.
요약: 6층 기판 구조의 경우, 양호한 전력 및 접지 결합을 얻기 위해 전력층과 접지층 사이의 간격을 최소화해야 합니다. 그러나 62mil의 판 두께와 층간 간격을 줄였음에도 불구하고, 주전원과 접지층 사이의 간격을 매우 미세하게 제어하는 것은 여전히 어렵습니다. 첫 번째 방식과 두 번째 방식에 비해 두 번째 방식은 비용이 크게 증가합니다. 따라서 적층 시 일반적으로 첫 번째 방식을 선택합니다. 설계 시에는 20H 규칙을 따르고 층간 규칙을 반영합니다.
D. 8층 적층
1. 이 방식은 전자파 흡수 용량이 낮고 전력 임피던스가 크기 때문에 좋은 적층 방식이 아닙니다. 구조는 다음과 같습니다.
1. 신호 1 성분 표면, 마이크로스트립 배선층
2. 신호 2 내부 마이크로스트립 라우팅 계층, 양호한 라우팅 계층(X 방향)
3. 접지
4. 신호 3 스트립 라인 라우팅 계층, 양호한 라우팅 계층(Y 방향)
5. 신호 4 케이블 라우팅 계층
6. 파워
7. 신호 5 내부 마이크로스트립 배선층
8. 신호 6 마이크로스트립 배선층
2. 세 번째 스태킹 모드의 변형입니다. 기준층 추가를 통해 EMI 성능이 향상되었으며, 각 신호층의 특성 임피던스를 효과적으로 제어할 수 있습니다.
1. 신호 1성분 표면, 마이크로스트립 배선층, 양호한 배선층
2.지층, 전자파 흡수능력 양호
3. 신호 2 케이블 라우팅 레이어. 양호한 케이블 라우팅 레이어
4.전력층 및 그 이하의 층은 우수한 전자파 흡수층을 구성한다. 5.지반층
6. 신호 3 케이블 라우팅 계층. 양호한 케이블 라우팅 계층
7. 전력 형성, 큰 전력 임피던스
8. 신호 4 마이크로스트립 케이블 레이어. 양호한 케이블 레이어
3. 가장 좋은 스태킹 모드는 다층 접지 기준면을 사용하기 때문에 지자기 흡수 용량이 매우 좋습니다.
1. 신호 1성분 표면, 마이크로스트립 배선층, 양호한 배선층
2.지층, 전자파 흡수능력 양호
3. 신호 2 케이블 라우팅 레이어. 양호한 케이블 라우팅 레이어
4.전력층 및 그 이하의 층은 우수한 전자파 흡수층을 구성한다. 5.지반층
6. 신호 3 케이블 라우팅 계층. 양호한 케이블 라우팅 계층
7.지층, 전자파 흡수능력 우수
8. 신호 4 마이크로스트립 케이블 레이어. 양호한 케이블 레이어
사용할 레이어 수와 사용 방법은 보드의 신호 네트워크 수, 장치 밀도, PIN 밀도, 신호 주파수, 보드 크기 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 이러한 요소들을 고려해야 합니다. 신호 네트워크 수가 많을수록 장치 밀도가 높아지고, PIN 밀도가 높을수록 신호 설계의 주파수는 최대한 높아야 합니다. 우수한 EMI 성능을 위해서는 각 신호 레이어마다 고유한 기준 레이어를 갖는 것이 가장 좋습니다.
게시 시간: 2023년 6월 26일
