6層PCB是一種經(jīng)濟且流行的疊層,適用于各種應用,通過正確的疊層,您可以抑制EMI,適應細間距元件,甚至可以與RF器件配合使用。您不需要選擇其中一個優(yōu)勢; 正確的疊層,布線選擇和元件布局使您可以在單個電路板中獲得所有這些優(yōu)勢。
我需要多少電源,接地和信號平面?
這個問題的答案非常重要,實際上取決于您的電路板的應用。如果您使用有限空間的密集電路板,則需要選擇一個電源,一個接地和四個信號平面。如果您需要顯著降低對EMI的敏感度,您應該選擇更多具有兩個信號層的地平面。接地層的布置將在PCB中產(chǎn)生顯著的屏蔽效果,而無需屏蔽罐。
如果您要混合數(shù)字和模擬信號,混合高頻和低頻信號,或者所有這些信號的組合,您仍然可以創(chuàng)造性地使用6層PCB疊層。在某些時候,您需要在堆棧中選擇更大的板或更多層(或兩者都有!),但您仍然可以在許多應用中使用六層板。請注意,6層PCB疊層有很多組合,因此下面僅顯示一些有用的疊層。
考慮到這一點,讓我們跳到幾個6層PCB疊層:
1.信號層/電源/ 2個信號層/接地/信號層
這種疊層是一種常見的6層PCB疊層,非常適合為敏感走線提供屏蔽以及與實心平面緊密耦合。您可以通過內(nèi)層路由不同切換速度或不同頻率的信號。通常,較高速度的數(shù)字或較高頻率模擬信號將通過這些內(nèi)部層路由,以便將它們與外層上的較低速度/頻率分量屏蔽開。
2.信號層/接地/電源/接地/信號層/接地
對于空間有限且需要將模擬/無線功能與數(shù)字信號混合的電路板,這是一個很好的疊層。當內(nèi)部信號層被封裝在兩個接地平面之間時,它將與表面信號層屏蔽。它還可用于抑制EMI干擾內(nèi)部信號層,因為實心導體提供有效的屏蔽。
交替的接地/電源/接地層也為RF器件提供有效的去耦。最好在交替接地/電源/接地平面之間放置接地過孔,以抑制來自電路板邊緣的輻射EMI。如果您在表面層上放置一個印刷的偶極天線,您可以將最近的地平面延伸到其下方,并在堆疊的其余部分之間的后邊緣放置一個通孔柵欄。這很好地確保輻射發(fā)射不會干擾電路板上的其他元件。
3.正確的6層PCB疊層讓您可以放棄屏蔽罩
如果要直接在電路板上轉換為數(shù)字數(shù)據(jù),則需要在接地/電源/接地堆棧中包含一個插槽,以在模擬和數(shù)字部分之間創(chuàng)建一些分隔。確保不要在內(nèi)部或外部信號層中穿過此插槽布置任何跡線,因為這些跡線將像強輻射器一樣,并且具有大的環(huán)路面積。
4.接地/信號層/電源/接地/信號層/接地
如果您的電路板將部署在電噪聲環(huán)境中,或者它將放置在發(fā)射強輻射的電路板附近,則此疊層可提供出色的EMI抑制。缺點是只有兩個信號層,因此用于路由信號的電路板空間將受到限制。話雖如此,從EMC的角度來看,將信號層放置在堆疊導體之間是最佳選擇。
您還可以在表面層上放置安裝墊以用于組件,并且表面上的附近地平面提供了方便的接地路徑。如果設計的容差合適,您將能夠通過過孔輕松地將信號和電源路由到組件。
這種層堆棧提供了另一個不那么明顯的好處:更好的熱管理。如果您將處理大電流,信號層兩側的導體可以吸收熱量并將其傳輸?shù)诫娐钒暹吘?,在那里可以通過被動或主動冷卻消散。
關于多層之間路由的注記
我們經(jīng)常討論通過多個層路由過孔,但這樣做會在返回路徑中產(chǎn)生不連續(xù)性,從而增加電路的環(huán)路面積。在這種情況下,電路板的寄生電容將提供一些放電,在信號通路附近產(chǎn)生返回電流。不幸的是,電容通常太小而不能提供低可靠的阻抗返回路徑。一種選擇是將去耦電容與信號通孔并聯(lián)以提供返回路徑。
集成電路應包含一個附近的旁路電容,該電容直接連接到與信號通路/走線相同的參考平面。這有助于減少電源電壓的波動,提供對抗地面反彈的電荷儲存器,并為層間過渡的信號提供感應返回電流的路徑。如果通過通孔進行接地連接,這也為通過通孔穿過頂層的信號提供了返回路徑。
鐵氧體扼流圈和電解電容器
您的PCB設計包應包含完全從頭開始設計堆疊所需的工具。您可以完全控制圖層排列,材料常數(shù)和尺寸。您甚至可以使用圖層堆棧管理器輕松創(chuàng)建剛性 - 柔性和多板系統(tǒng)。所有這些設計工具都直接與您的原理圖設計,布局和可交付生成工具集成在一個程序中。
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