Вопрос о правильной компоновке печатной платы

У меня есть вопрос о стеке для 4-слойной печатной платы.

Мой дизайн довольно прост, но из-за множества соединений по всей печатной плате его нельзя было сделать с 2-слойной печатной платой, поэтому я выбрал 4-слойную плату.

Моя печатная плата имеет толщину 1,6 мм и медь толщиной 1 унция на всех слоях (включая внутренние компоненты).

Я использую 1-й слой в качестве уровня питания/сигнала с некоторыми локальными заливками земли, которые соединены несколькими переходными отверстиями с внутренней плоскостью заземления (это 2-й слой // и весь 2-й слой представляет собой большую заливку земли без каких-либо слотов [за исключением переходных отверстий ]).

Вопрос в том, должен ли я использовать 3-й слой в качестве питания/сигнала и 4-й в качестве большой заливки земли? Или я должен поменять его и сделать 3-й слой как GND и 4-й как сигнал/мощность.

Из-за большого количества подключений невозможно разместить дорожки только питания на 3-м слое, а сигналы на 4-м, потому что здесь и там будут несколько слотов, и это сделает мою петлю тока намного длиннее, поэтому я объединил питание и сигнал в один слой. С механической точки зрения 1-й и 2-й слой примыкают друг к другу, аналогично 3-му и 4-му.

Мне очень любопытно, какой вариант может быть лучше для меня - я надеюсь, что некоторые из вас могут помочь;)

PS: все контактные площадки компонентов расположены на 1-м слое, здесь нет микроконтроллеров или каких-либо других высокоскоростных сигналов, таких как часы и т. д. Печатная плата в основном занята силовыми микросхемами, такими как супервизоры, LDO и некоторые аудиоустройства.

Это не обычно используемый 4-слойный стек, что для меня означает, что есть целый ряд подсказок и подсказок, от которых вы, вероятно, сможете извлечь выгоду. Хотя это неприемлемо в качестве ответа SE:EE, прочитайте учебник по печатным платам от парня из EEVBlog: alterzone.com/electronics/files/PCBDesignTutorialRevA.pdf
Технически - для меня это вполне типично ;) 1-й - сигнал/мощность, что нормально для SMD-деталей, расположенных в верхней части печатной платы. 2-й — земля/базовая плоскость без пазов (исключая зазоры переходных отверстий). 3-й может быть еще одна земля/опорная плоскость, 4-й - сигнал/мощность. Вопрос был в том, следует ли поменять местами 3-й и 4-й слои, и если да, то я просто знаю, почему я должен это делать;) Я не собираюсь использовать весь слой для питания - вместо этого из этого я выбрал очень широкие следы для власти. Я разработал свою печатную плату с учетом некоторых моментов, таких как размещение сигнала/мощности рядом с опорной плоскостью без слотов, которые могут пересекать эти дорожки.
Я абсолютно не хочу сказать, что стек неправильный. Работает ли стек, полностью зависит от вашего дизайна и потребностей вашего продукта. «Типичный» стек 4L, сверху вниз: Сигнал-Земля-Питание-Сигнал. Мы можем предложить лучшую помощь с реализацией, если вы хотите опубликовать ее.
Я пытался сделать ваш стек, но из-за обилия слотов решил отказаться от этой идеи. Когда 3-й слой был занят трассами питания или заливками, тогда остальные мои сигналы шли сверху вниз - и я мог с этим жить, за исключением тех слотов, которые я сделал при разделении слоя питания :( Поэтому я решил объединить питание и сигнал в один слой - из-за этого у меня есть возможность сделать один внутренний или внешний слой опорным / заземляющим без каких-либо вырезов / слотов Просто пытаюсь узнать немного больше о стеках и потенциальных преимуществах ;) В любом случае спасибо за помощь ,
Что ж, я скажу так, если вы не пытаетесь добиться какого-то безумно высокого SNR или высокой тактовой частоты (ГГц), похоже, вам не нужно беспокоиться о стеке. В зависимости от того, что вы подразумеваете под «силовыми микросхемами», вам могут понадобиться более толстые слои. После того, как у вас есть дизайн, вы всегда можете опубликовать его, и мы можем обсудить детали.
Я разрабатываю достаточно широкие дорожки для своих регуляторов напряжения (в основном средне- или слаботочных). Мой дизайн завершен, последнее, что нужно сделать, это выбрать правильное расположение 3-го и 4-го слоев.
Основная причина, по которой я мог бы видеть, что сигнал-мощность-сигнал-GND в качестве стека заключается в том, что у вас есть микросхемы, которые отводят тепло через свои контактные площадки GND. В противном случае сохранение питания во внутренних слоях значительно упростит отладку (но поместите несколько мест, где вы можете подключить зажимы GND от вашего прицела — это было самым раздражающим упущением на моей первой плате).
У меня есть некоторые микросхемы, которые отводят тепло через переходные отверстия на плоскость GND, поэтому они действуют как радиатор, который требуется в моей конструкции. В этом случае отладка не требуется, потому что я уже тестировал этот дизайн ранее, и он работает нормально, поэтому я могу немного необычно играть в игру со стеком. Моя единственная забота здесь - использовать 3-й слой в качестве плоскости GND/REF и 4-й в качестве плоскости PWR/SIG или заменить их. Технически в обоих случаях для трасс SIG/PWR будет доступна смежная опорная плоскость.
Помните, что внутренние дорожки по существу изолированы ламинатом, поэтому они не могут рассеивать тепло так же хорошо, как внешние дорожки. Есть много онлайн-калькуляторов , доступных для проверки.
@rdtsc здесь не проблема;)
Я действительно не понимаю вашей проблемы. Если наличие питания на уровне 3 создает слишком много слотов, то как это можно исправить при наличии питания и сигнала на уровне 3? Это просто будет означать больше слотов. Возможно, некоторые изображения вашего лучшего на данный момент дизайна помогут внести ясность.

Ответы (4)

Я бы пошел с этим:

  1. Сигнал - мощность
  2. Земля
  3. Распределение мощности и заземление
  4. Сигнал - мощность

Сигнал сверху очевиден, нужно максимально избегать переходных отверстий.

Грунт на слое 2 тоже очевиден.

Я обычно использую уровень 3 для распределения питания, он очень помогает поддерживать чистоту сигнального уровня и обеспечивает оптимальную маршрутизацию трасс питания.

Я стараюсь избегать внутренних следов сигнала, это усложняет отладку и доработку, поэтому уровень 4 предназначен для сигнала.

Я не могу этого сделать. Если я разделю мощность и сигнал с уровня 3 на 3 и 4, на 3-м слое будет много слотов, нет логического способа заполнить его медью или проложить дорожки, не делая слоты для возврата тока для 4-го слоя (сигнал). У меня есть идея, как насчет маршрута сигнал/мощность на 1-м уровне, 2-й и 3-й будут REF/GND, а 4-й будет сигнал/мощность. Но я мог бы использовать заглубленные переходные отверстия для соединения внутренних слоев вместе.
вы можете заполнить слой 3 землей или опорной плоскостью, это хороший план. но если они ДЕЙСТВИТЕЛЬНО необходимы, старайтесь избегать скрытых переходных отверстий, потому что они увеличат стоимость вашей платы (и под увеличением я имею в виду стремительный рост)
Это мой единственный вариант сделать смежную плоскость для сигнала/мощности без слотов. Я мог бы заполнить 3-й слой или 4-й - меня волнует, какой из них будет лучше. О скрытых переходных отверстиях мне нужно узнать у моего поставщика о наличии и стоимости. Технически было бы здорово соединить внутренние опорные плоскости с большим количеством этих переходных отверстий. Это в основном уменьшит токовые петли для сигналов, направляемых сверху вниз, и наоборот - я прав?
Кстати, я предполагаю, что если я использую внутренние слои для REF / GND, нет причин заполнять нижний слой (куда будут направляться сигнальные и силовые трассы) с GND? Я мог бы сделать это, но вопрос, стоит ли это того?
@ mikolaj612 Что ты имеешь в виду под слотами? Если вы делаете разделенную плоскость, слоты — это нормально. Только не прокладывайте через них высокоскоростные трассы.
Я имею в виду именно то, что вы сказали, я не мог избежать маршрутизации через слоты в моей плоскости с разделенным питанием :( В любом случае эти сигналы не высокочастотные.
@ mikolaj612 mikolaj612 Если это не высокочастотные трассы, то маршрутизация через слот вряд ли вызовет проблемы.

Вопрос в том, должен ли я использовать 3-й слой в качестве питания/сигнала и 4-й в качестве большой заливки земли? Или я должен поменять его и сделать 3-й слой как GND и 4-й как сигнал/мощность.

Обычно лучше поместить сплошной GND на один из внутренних слоев.

1) он обеспечивает хорошую плоскость заземления и создает небольшую емкость между дорожками на внешнем слое, что хорошо для высокоскоростных сигналов и линий передачи. 2) Твердое заземление снижает синфазный шум от обратных токов. Если вы запускаете сеть дорожек, сопротивление в дорожках может создавать шум напряжения из-за коммутационного тока или больших токов. Из-за этого мы используем хорошую большую твердую плоскость, которая снижает сопротивление между всеми подключенными к ней компонентами.

Также неплохо иметь большие дорожки для питания, уменьшающие сопротивление и индуктивность. Лучше иметь самолеты.

Это действительно зависит от вас, как идут слои и какой это дизайн. Лучше всего использовать калькулятор трассировки печатной платы, чтобы получить представление о сопротивлении и индуктивности меди на печатной плате.

В некоторых конструкциях необходимо использовать экранирование, заземление снаружи и питание и сигнал внутри.

Типичный стек выглядит так:

1) сигнал
2) GND
3) Power\Signal\GND
4) Power\Signal

Мои возможности: сигнал 1-го слоя и некоторые трассы питания, 2-й слой, полностью заполненный GND, 3-й слой может быть объединен питанием и сигналом (остальные сигналы, которые не могут быть направлены сверху), 4-й слой доступен для справки, но я можно поменять как вариант. Технически я мог бы проложить дорожки питания на 3-м слое и заполнить оставшееся пространство заземлением (потому что большая часть пространства все равно будет пуста), тогда 4-й слой доступен только для сигнала. Трудно сказать, какой из вариантов лучше.

Невозможно разместить дорожки только питания на 3-м слое и сигналы на 4-м, потому что здесь и там будут несколько слотов, и это сделает мою текущую петлю намного длиннее.

Попробуй это:

1 : Компоненты, короткие дорожки (скажем, 10 мм или меньше)

2 : мощность

3 : Земля

4 : Трассы любой длины

Используя 1 и 4 в качестве слоев трассировки; а 2 и 3 в качестве плоских слоев создают симметричную стопку, которая менее подвержена деформации.

Поместив заземление на слой 3, а длинные трассы на 4, вы избежите прокладки длинных трасс через слоты в вашей силовой плоскости.

Ограничивая уровень 1 короткими трассами, вы избегаете маршрутизации длинных трасс через слоты в плоскости питания. В любом случае часто бывает сложно развести длинные трассы на уровне 1 из-за мешающих компонентов.

В этой схеме «дорожки» могут включать в себя разводку как сигналов, так и питания, но, конечно, вы захотите свести к минимуму использование дорожек для питания, чтобы поддерживать низкую индуктивность.

я использую либо

  1. Сигнал
  2. ЗАЗЕМЛЕНИЕ
  3. Власть
  4. Сигнал

так как это дает мне более легкий доступ к трассировкам сигналов для доработки и отладки и упрощает маршрутизацию, или

  1. Сигнал
  2. Власть
  3. Сигнал
  4. ЗАЗЕМЛЕНИЕ

если у меня либо много тепловых переходных отверстий (которые подключены к контактной площадке GND на большинстве компонентов), либо много сигналов, контролируемых импедансом (потому что я могу упаковать их немного плотнее, если они находятся между двумя плоскостями).

Вопрос о правильной компоновке печатной платы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v