Terra em PCB 4 camadas

Question

Estou projetando um PCB com 4 camadas, mas já vi recomendações diferentes sobre a distribuição de camadas. Estou considerando que:

Camada superior - Sinal + traços curtos de VCC
2ª camada - Sinal
3ª camada - VCC
4ª camada - GND

Posso preencher toda a área ao redor com aterramento em cada plano e colocar várias vias para conectar os aterramentos entre as camadas? Posso preencher a camada VCC com plano de solo?

O circuito possui um rádio nordic + lora em um único módulo. A antena de saída já possui um conector sobre o módulo, portanto, não há necessidade de projetar linhas de microfita.

Qual é a largura mínima recomendada do traço de energia para 3,3 V e 150 mA no máximo? Devo ter traços muito grandes na 3ª camada e não preenchidos com solo ao redor?

Answer 1

Seu stackup é uma escolha ruim na maioria dos casos.

A maioria dos empilhamento de 4 camadas são como

Top
thin insulator
Mid 1
Thick insulator
Mid 2
Thin insulator
Bottom.

Portanto, seu empilhamento coloca seus traços de sinal longe de qualquer plano de referência.

O arranjo mais comum seria usar mid1 para terra e mid 2 para energia, isso significa que todos os traços de sinal estão próximos a um plano de referência, mas tem a desvantagem de que você não pode simplesmente acoplar os dois planos de referência diretamente com uma via , mas em vez disso, eles só podem ser acoplados por meio de um capacitor. Isso afeta a integridade do sinal quando um sinal muda de plano.

Outra opção seria usar mid1 e mid2 para aterramento. Isso permitiria uma melhor integridade do sinal nas mudanças do plano de referência, mas significaria que sua energia precisaria ser roteada em uma camada de sinal.

Pode fazer sentido trocar as camadas, por exemplo, se você quiser blindagem EMI na parte inferior, então você pode colocar o solo na parte inferior, terra ou energia no mid1 e os sinais no topo e mid2, mas geralmente você deve sempre ter uma camada de sinal e uma camada de energia / solo em cada par.

Answer 2

Este é um bom ponto de partida:

1. Camada superior - sinal, componentes. Os componentes de comunicação de rádio devem ficar nesta camada.
2. Camada interna - plano de solo
3. Camada interna - plano de potência
4. Camada inferior - sinal, componentes

Pode ser possível [ou mesmo necessário] desviar-se desse arranjo. Isso dependeria da finalidade e do design esquemático do seu dispositivo.

Answer 3

Você precisa colocar as camadas de sinal nos prepregs e os planos de energia no núcleo. Caso contrário, você não pode alcançar as impedâncias mais comuns de 90Ω e 100Ω para seus pares diferenciais, e provavelmente também não.

Answer 4

Sinal, Terra, Energia, Sinal é o empilhamento de placa de 4 camadas mais comum. Em muitos casos, quando isso é usado, o plano de energia atua como um plano de retorno para os sinais na camada inferior.

O ideal é que nem todas as camadas tenham o mesmo espaçamento, dependendo do que você está tentando realizar. Lembre-se de que a engenharia é sempre a troca de algo por outra coisa.

Algo para se perguntar é o quão importante é o desacoplamento de seu 3.3V para o aterramento? É mais importante proteger o sinal sem fio da radiação?

Veja o link abaixo para algumas combinações de placas de 4 camadas e as vantagens e desvantagens. http://www.hottconsultants.com/techtips/pcb-stack-up-2.html