4 층 PCB 스택-(신호, 신호, 전력, 접지)


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프로젝트 용 보드를 개발했으며 플러그 가능한 모듈로 보드를 조립하려는 회사에서 이상한 수정을 요청했습니다.

현재 최고 신호, 접지, 전력, 최하위 신호 의 4 계층 보드 입니다. 꽤 표준입니다.

그들은 접지면을 하단 신호 층 으로 교체하기 를 원합니다 . 이러한 방식으로 얇은 흑연 층을 사용하여 기계식 케이스 (큰 히트 싱크가있는)를 접지면에 쉽게 접촉 할 수 있습니다. 그들은 부품 노출 패드를 통해 이미 접지면에 접촉 된 일부 중요 부품의 방열을 향상시키는 것을 목표로합니다.

이것이 나쁜 생각인지 아닌지 알아 내려고 노력하고 있습니다. 내 고려 사항은 다음과 같습니다.

  1. 보드에서 라우팅되는 신호는 최대 HF, 10MHz가 아니며 보드에는 구형파 클럭이 없습니다.
  2. 일부 신호의 가장 빠른 에지는 몇 um의 안정화 시간을 가지며 다른 보드의 커넥터를 통과하므로 커넥터 기생 커패시턴스에 의해 이미 필터링되었을 수 있습니다.
  3. 신호 레이어에서 멀리 떨어진 참조 레이어를 갖는 것은 리턴 경로에 대한 나쁜 생각입니다. 더 나은 스택은 다음과 같습니다 (상단 신호, 전력, 신호, 접지).
  4. 다른 한편으로, 이들 중요 구성 요소 (일부 매우 낮은 잡음 TIA)의 기준 평면으로부터의 거리를 증가 시키면 기생 입력 커패시턴스 (현재 약 0.5pF)가 감소하여 TIA 구성의 출력 잡음이 감소된다.

당신의 생각은 무엇입니까?


귀하의 의견에 대한 답변 :

맨 아래 레이어에 다각형 타설 만 추가 할 수 있습니까?

재 라우팅 할 수없는 영역에 여러 신호가있을 수 있습니다. 흑연은 전도성이기 때문에 단락을 피하기 위해 솔더 마스크에만 의존 할 것입니다. 비아의 절연은 문제가 될 수 있습니다 (텐트 드 비아는 사용할 수 없습니다).

신호 레이어가지면으로 넘쳐 있습니까?

현재는 없습니다. 주로 TIA의 접지에 대한 입력 커패시턴스를 줄이기 위해 필연적으로 채울 수있는 영역이 있습니다.

뜨거운 구성품을 PCB 바닥으로 옮길 수 있습니까?

아니요, 다른 어셈블리 및 라우팅 제약으로 인해 최상위 레이어에 있어야합니다.

그들은 실제로 전력 레이어가 어디에 있는지 관심이 있습니까, 아니면 바닥에 접지를 원합니까?

그들은 바닥이 바닥에 오도록 요청했습니다. 그렇기 때문에 대체 스택 (상단 신호, 전력, 신호, 접지)을 고려했습니다.

흑연은 전기 전도성입니다. 비아에 텐트가 완전히 채워져 있지 않으면 전 세계적으로 문제가 발생합니다.

나는 또한 그것에 대해 매우 걱정하고 있습니다. 또한 신호 트레이스에서 영역을 완전히 지우지 않으면 솔더 마스크가 제공하는 절연에 의존하기 때문에 쉽게 긁힐 수 있습니다.


나는 변화가 일할 수 있다고 믿는다. 보드 설계가 완료되고이 변경이 요청되면 일정 및 개발 비용에 영향을 미치는 일부 재 설계를 의미합니다. 스택 업을 변경하는 대신 히트 싱크와 접촉하도록 배치 된 바닥 레이어에 그라운드 다각형을 추가하는 것이 가능할까요? 디자인을 보지 못했지만 말하기가 쉽지는 않지만 극적인 변화는 아닙니다.
Smith

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이것은 비대칭 스택을 만들 가능성이 높습니다. 리플 로우 과정에서 과도한 활과 비틀림을 유발할 수 있습니다 (리플 로우 된 보드라고 가정).
피터 스미스

신호 레이어가지면으로 넘쳐 있습니까? 신호 신호 평면 평면이있는 경우 보드의 균형이 맞지 않으며 열팽창 특성이 다르기 때문에 PCB 제조 공정 중에 휘어 질 수 있습니다.
앤드류

뜨거운 구성품을 PCB 바닥으로 옮길 수 있습니까? 이렇게하면 방열판에 가까워지고 열 저항이 줄어 듭니다.
CHendrix

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@mkeith : GND 보이드 영역으로 채워 신호 레이어에서 구리의 균형을 잡는다면 꼭 필요한 것은 아닙니다. 그러나 신호 추적이 많으면 구리 충전이 어려울 수 있습니다. 따라서 디자인에 따라 다릅니다. 팹 하우스와 논의해야합니다.
zeqL

답변:


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다음과 같은 경우 다른 PCB 구성은 중요하지 않습니다.

1) 정전 용량을 접지에서 지정된 평면으로 변경하는 것은 중요하지 않습니다. (및 전송선 효과). 대부분의 평면에 접지 층에 작은 기생 용량을 제공하기 때문에 접지면을 중간에 배치하는 것이 '편리합니다'. 접지면을 바닥층으로 보내면 접지면의 커패시턴스는 상단에있는 신호 층에서 커집니다. PCB 트레이스의 인덕턴스는 주로 고속 회로에 영향을주는 접지에서 멀어 질수록 증가합니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오 Henry W Ott의 전자기 호환성 공학의 그림

2) 리턴 전류가 보존됩니다. 접지면이 리턴 전류를 전달한다는 것을 기억하십시오. 평면이 교체 된 경우 상단 평면 으로 이동 된 경우 지면슬롯을 배치하지 마십시오 . 즉, 접지면의 성능을 변경하고 있었다 "주위에"접지면의 슬롯을 실행하지 리턴 전류에서 사용하면 더 EMI 문제와 공통 모드 문제를 제공합니다. 여기에 이미지 설명을 입력하십시오

고속 요구 사항이나 노이즈 요구 사항이있는 기타 민감한 아날로그 회로가없는 경우에는 이것이 어려운 일이라고 들리지 않습니다. 민감한 회로가있는 경우 더 창의적인 레이아웃이 필요할 수 있습니다.

다음은 정기적 인 스택 업 에 대한 유용한 정보입니다.

더 높은 중량의 구리 또는 방열판으로 전환하는 것과 같은 열 관리를위한 다른 옵션이 있음을 인식하십시오. 파워 플레인은 경우에 따라 열 관리에도 사용할 수 있습니다. 또는 여러 레이어에 공간이있는 경우 최대한 많은 레이어를 사용하십시오. 과거에 여러 층을 사용했지만 엄격한 납땜 요구 사항이 없습니다.


=ϵ0ϵ아르 자형ϵ0=8.854이자형12ϵ아르 자형=4.4=144이자형6

D' oh, 신경 쓰지 마라. 내 힘이 잘못되어 nF가 pF로 잘못 변환되었다. 저녁에 수학을하는 데 어려움이 있습니다!
톰 카펜터

걱정하지 마세요, cm ^ 2는 항상 저를 얻습니다. 나는 보통 그것을 m ^ 2로 바로 변환합니다.
Voltage Spike

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두 개의 연속적인 신호 레이어를 유지하는 것은 좋지 않습니다. 신호선에 혼선 / 간섭이 발생하기 때문입니다.

최악의 경우 연속 신호 레이어를 배치하려면 해당 레이어에서 신호선을 서로 수직으로 배치해야합니다.

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