قبل از طراحی برد مدار PCB چند لایه، طراح باید ابتدا ساختار برد مدار را با توجه به مقیاس مدار، اندازه برد مدار و الزامات سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) تعیین کند، یعنی تصمیم بگیرد که آیا از آن استفاده کند یا خیر. تخته مدار 4 لایه، 6 لایه یا چند لایه. پس از تعیین تعداد لایه ها، موقعیت قرارگیری لایه الکتریکی داخلی و نحوه توزیع سیگنال های مختلف بر روی این لایه ها را مشخص کنید. این انتخاب ساختار چند لایه PCB چند لایه است. ساختار چند لایه عامل مهمی است که بر عملکرد EMC PCB تأثیر می گذارد و همچنین ابزار مهمی برای سرکوب تداخل الکترومغناطیسی است. این بخش به معرفی مطالب مرتبط با ساختار چند لایه PCB چند لایه می پردازد.
اصل انتخاب و برهم نهی لایه ها
برای تعیین ساختار چند لایه PCB چند لایه باید عوامل زیادی در نظر گرفته شود. از نظر سیم کشی هر چه لایه ها بیشتر باشد سیم کشی بهتری دارد اما هزینه و سختی ساخت برد نیز افزایش می یابد. برای تولیدکنندگان، متقارن بودن یا نبودن ساختار لایه‌ای، کانون توجه در تولید PCB است، بنابراین در انتخاب لایه‌ها باید نیازهای همه جنبه‌ها برای دستیابی به تعادل خوب Zui در نظر گرفته شود.
برای طراحان باتجربه، پس از تکمیل طرح اولیه قطعات، آنها بر روی تجزیه و تحلیل گلوگاه سیم کشی PCB تمرکز خواهند کرد. چگالی سیم‌کشی برد مدار همراه با سایر ابزارهای EDA را تجزیه و تحلیل کنید. سپس تعداد و نوع خطوط سیگنال با الزامات سیم کشی خاص، مانند خطوط دیفرانسیل و خطوط سیگنال حساس، برای تعیین تعداد لایه های سیگنال یکپارچه می شوند. سپس تعداد لایه های الکتریکی داخلی با توجه به نوع منبع تغذیه، ایزوله و الزامات ضد تداخل تعیین می شود. به این ترتیب اساسا تعداد لایه های کل برد مدار مشخص می شود.
پس از تعیین تعداد لایه های برد مدار، کار بعدی این است که ترتیب قرارگیری هر لایه مدار را بطور منطقی مرتب کنیم. در این مرحله دو عامل اصلی زیر باید در نظر گرفته شود.
(1) توزیع لایه سیگنال ویژه.
(2) توزیع لایه و لایه قدرت.
اگر تعداد لایه های برد مدار بیشتر باشد، انواع چیدمان و ترکیب لایه سیگنال مخصوص، لایه و لایه قدرت بیشتر می شود. نحوه تعیین اینکه کدام روش ترکیبی Zui بهتر است دشوارتر خواهد بود، اما اصول کلی به شرح زیر است.
(1) لایه سیگنال باید در مجاورت یک لایه الکتریکی داخلی (منبع برق داخلی / لایه) باشد و فیلم مسی بزرگ لایه الکتریکی داخلی باید برای ایجاد محافظ برای لایه سیگنال استفاده شود.
(2) لایه قدرت داخلی و لایه باید به طور نزدیک به هم متصل شوند، یعنی ضخامت دی الکتریک بین لایه قدرت داخلی و لایه باید به عنوان یک مقدار کوچکتر در نظر گرفته شود تا ظرفیت خازنی بین لایه قدرت و لایه افزایش یابد. فرکانس تشدید ضخامت رسانه بین لایه قدرت داخلی و لایه را می توان در لایه stackmanager Protel تنظیم کرد. [طراحی] / [layerstackmanager...] را انتخاب کنید تا کادر محاوره ای مدیریت پشته لایه باز شود. روی متن prepreg با ماوس دوبار کلیک کنید تا کادر محاوره ای همانطور که در شکل 11-1 نشان داده شده است باز شود. می توانید ضخامت لایه عایق را در گزینه ضخامت کادر محاوره ای تغییر دهید.
اگر اختلاف پتانسیل بین منبع تغذیه و سیم زمین کم باشد، می توان از ضخامت لایه عایق کمتری مانند 5MIL (0.127mm) استفاده کرد.
(3) لایه انتقال سیگنال با سرعت بالا در مدار باید لایه میانی سیگنال باشد و بین دو لایه الکتریکی داخلی قرار گیرد. به این ترتیب، فیلم مسی دو لایه الکتریکی داخلی می تواند محافظ الکترومغناطیسی برای انتقال سیگنال با سرعت بالا ایجاد کند و می تواند به طور موثر تابش سیگنال با سرعت بالا را بین دو لایه الکتریکی داخلی بدون ایجاد تداخل خارجی محدود کند.
(4) از دو لایه سیگنال به طور مستقیم در مجاورت خودداری کنید. Crosstalk به راحتی بین لایه های سیگنال مجاور وارد می شود و در نتیجه مدار خراب می شود. افزودن یک صفحه زمین بین دو لایه سیگنال می تواند به طور موثر از تداخل جلوگیری کند.
(5) لایه های الکتریکی داخلی چندگانه به زمین می توانند به طور موثر امپدانس زمین را کاهش دهند. به عنوان مثال، یک لایه سیگنال و یک لایه سیگنال B، صفحات زمین جداگانه را اتخاذ می کنند، که می تواند به طور موثر تداخل حالت رایج را کاهش دهد.
(6) به تقارن ساختار کف توجه کنید.
