กราวด์ใน PCB 4 ชั้น

Question

ฉันกำลังออกแบบ PCB ที่มี 4 ชั้น แต่ฉันเห็นคำแนะนำที่แตกต่างกันเกี่ยวกับการกระจายเลเยอร์ ฉันกำลังพิจารณาว่า:

ชั้นบนสุด - สัญญาณ + ร่องรอยสั้น ๆ ของ VCC
ชั้นที่ 2 - สัญญาณ
ชั้นที่ 3 - VCC
ชั้นที่ 4 - GND

ฉันสามารถเติมพื้นที่ทั้งหมดรอบ ๆ ด้วยพื้นในแต่ละระนาบและวางจุดเชื่อมต่อหลายจุดเพื่อเชื่อมต่อพื้นที่ข้ามเลเยอร์ได้หรือไม่ ฉันสามารถทำให้เลเยอร์ VCC เต็มไปด้วยระนาบพื้นได้หรือไม่?

วงจรมีวิทยุ nordic + lora ในหนึ่งโมดูล castellation เสาอากาศขาออกมีขั้วต่อเหนือโมดูลอยู่แล้วจึงไม่จำเป็นต้องออกแบบเส้นไมโครสตริป

ความกว้างของการติดตามกำลังต่ำสุดที่แนะนำสำหรับสูงสุด 3.3 V และ 150 mA คือเท่าใด ฉันจะมีร่องรอยขนาดใหญ่มากในชั้นที่ 3 และไม่เต็มไปด้วยพื้นดินรอบ ๆ หรือไม่?

Answer 1

กองซ้อนของคุณเป็นทางเลือกที่ไม่ดีในกรณีส่วนใหญ่

สแต็กอัพ 4 เลเยอร์ส่วนใหญ่เป็นเหมือน

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

ดังนั้นสแต็กอัพของคุณจะวางร่องรอยสัญญาณของคุณให้ห่างไกลจากระนาบอ้างอิงใด ๆ

การจัดเรียงที่พบมากที่สุดคือการใช้ mid1 สำหรับพื้นดินและกลาง 2 สำหรับกำลังซึ่งหมายความว่าร่องรอยสัญญาณทั้งหมดอยู่ใกล้กับระนาบอ้างอิง แต่มีข้อเสียตรงที่คุณไม่สามารถจับคู่ระนาบอ้างอิงทั้งสองโดยตรงกับทาง แต่สามารถเชื่อมต่อผ่านตัวเก็บประจุเท่านั้น สิ่งนี้ส่งผลต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณเมื่อสัญญาณเปลี่ยนเครื่องบิน

อีกทางเลือกหนึ่งคือใช้ทั้ง mid1 และ mid2 สำหรับพื้นดิน สิ่งนี้จะช่วยให้ความสมบูรณ์ของสัญญาณดีขึ้นในการเปลี่ยนแปลงระนาบอ้างอิง แต่หมายความว่าพลังของคุณจะต้องถูกกำหนดเส้นทางบนชั้นสัญญาณ

มันสมเหตุสมผลที่จะสลับเลเยอร์รอบ ๆ ตัวอย่างเช่นหากคุณต้องการป้องกัน EMI ที่ด้านล่างคุณอาจวางกราวด์ไว้ที่ด้านล่างกราวด์หรือเปิดเครื่องที่ mid1 และสัญญาณที่ด้านบนและกลาง 2 แต่โดยทั่วไปคุณควรมีเลเยอร์สัญญาณเดียว และหนึ่งชั้นกำลัง / พื้นดินในแต่ละคู่

Answer 2

นี่คือจุดเริ่มต้นที่ดี:

1. ชั้นบนสุด - สัญญาณส่วนประกอบ ส่วนประกอบวิทยุสื่อสารควรอยู่ในชั้นนี้
2. ชั้นใน - ระนาบพื้น
3. ชั้นใน - ระนาบกำลัง
4. ชั้นล่าง - สัญญาณส่วนประกอบ

อาจเป็นไปได้ [หรือจำเป็น] ที่จะเบี่ยงเบนไปจากการจัดเตรียมนั้น ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์และการออกแบบแผนผังของอุปกรณ์ของคุณ

Answer 3

คุณต้องวางชั้นสัญญาณบนพรีเรกและระนาบกำลังบนแกน มิฉะนั้นคุณจะไม่สามารถเข้าถึงอิมพีแดนซ์ทั่วไปที่90Ωและ100Ωสำหรับคู่ดิฟเฟอเรนเชียลของคุณและสำหรับเสาอากาศของคุณก็ไม่น่าจะเป็นเช่นนั้น

Answer 4

Signal, Ground, Power, Signal เป็นบอร์ด 4 เลเยอร์ที่พบมากที่สุด ในหลาย ๆ กรณีเมื่อใช้สิ่งนี้ระนาบกำลังจะทำหน้าที่เหมือนระนาบส่งกลับสำหรับสัญญาณที่ชั้นล่างสุด

ตามหลักการแล้วเลเยอร์ทั้งหมดไม่ได้มีระยะห่างเท่า ๆ กันขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณพยายามทำให้สำเร็จ จำไว้ว่าวิศวกรรมเป็นการแลกเปลี่ยนกับสิ่งอื่นเสมอ

สิ่งที่ต้องถามตัวเองคือการแยก 3.3V เป็นกราวด์มีความสำคัญอย่างไร? การป้องกันสัญญาณไร้สายของคุณจากรังสีสำคัญที่สุดหรือไม่?

ดูลิงค์ด้านล่างสำหรับการรวมบอร์ด 4 เลเยอร์และการแลกเปลี่ยน http://www.hottconsultants.com/techtips/pcb-stack-up-2.html