Одним із найважливіших міркувань при проектуванні друкованих плат є визначення кількості шарів трасування, площин заземлення та площин живлення, необхідних для задоволення функціональних вимог схеми. Конструкція стек-ап друкованої плати зазвичай є компромісом, що враховує різні фактори. Нижче наведено ключові принципи проектування стек-ап друкованих плат.
Планування стеку
Зовнішні шари з GND та PWRЦі шари в основному використовуються для трасування та замикання доріжок. Для застосувань HDI (High-Density Interconnect) другий шар часто є сигнальним шаром, який використовується для трасування доріжок між компонентами BGA з дрібним кроком. У цьому застосуванні HDI виробники зазвичай використовують лазерне свердління для контролю глибини свердління, щоб отримати доступ до другого шару.
Балансування шарівУсі шари повинні бути збалансованими від центральної лінії друкованої плати, щоб мінімізувати або усунути деформацію. Тип і товщину препрега (попередньо просоченого матеріалу) необхідно визначити перед початком макета CAD.
Виробничі міркуванняПеред початком компонування в САПР необхідно провести аналіз суміщення з виробником, щоб визначити вагу міді, матеріал препрега та товщину осердя, забезпечуючи контрольований імпеданс.
Товщина матеріалу:
- Матеріал FR1.6 товщиною 4 мм використовується для штабелювання з 2–16 шарами.
- FR1.8 товщиною 4 мм використовується для складання шарів у 10–20 шарів.
- FR2.3 товщиною 4 мм використовується для складання шарів у 10–32 шарів.
Поширені товщини друкованих плат:
- A. 0.8 мм (0.031 дюйма)
- B. 1.0 мм (0.040 дюйма)
- C. 1.6 мм (0.062 дюйма)
- D. 1.8 мм (0.070 дюйма)
- E. 2.3 мм (0.090 дюйма)
- F. 3.2 мм (0.125 дюйма)
Принципи дизайну стеку
Сегментація шару
У багатошарових друкованих платах шари зазвичай включають сигнальні шари (S), шари живлення (P) та шари заземлення (GND). Шари живлення та заземлення зазвичай суміжні та забезпечують низькоомний зворотний шлях для струму, що протікає через сусідні сигнальні доріжки. Сигнальні шари здебільшого розташовані між цими шарами опорної площини живлення або заземлення. Верхній та нижній шари багатошарової друкованої плати зазвичай використовуються для розміщення компонентів та невеликої кількості трасування.
Визначення єдиної площини відліку потужності
Роздільні конденсатори слід розміщувати лише на верхньому та нижньому шарах друкованої плати. Трасування, контактні майданчики та перехідні отвори, що підключаються до цих конденсаторів, можуть суттєво впливати на їхню продуктивність. Тому важливо забезпечити, щоб доріжки, що підключаються до роздільних конденсаторів, були якомога коротшими та ширшими, а перехідні отвори, підключені до цих доріжок, були якомога коротшими.
Визначення кількох опорних площин потужності
Кілька опорних площин живлення поділяються на окремі області, кожна з яких забезпечує різні рівні напруги. Якщо сигнальні шари розташовані поруч із цими кількома площинами живлення, сигнали на цих шарах можуть зіткнутися з поганими зворотними шляхами, що може негативно вплинути на цілісність сигналу. Тому високошвидкісне цифрове маршрутизування сигналу слід тримати подалі від кількох опорних площин живлення.
Визначення кількох опорних площин землі (площин землі)
Кілька опорних площин заземлення забезпечують зворотний шлях для струмів з низьким імпедансом, що допомагає зменшити синфазні електромагнітні перешкоди (EMI). Площини заземлення та живлення повинні бути щільно пов'язані, а сигнальні шари також повинні бути щільно пов'язані із сусідніми опорними площинами.
Проектування комбінацій маршрутів
Комбінація шарів, які перетинає сигнальна доріжка, називається «комбінацією маршрутизації». Найкращий дизайн комбінації маршрутизації запобігає протіканню зворотних струмів між різними опорними площинами. В ідеалі зворотний струм повинен протікати від однієї точки на опорній площині до іншої точки на тій самій площині.
