Empilhamento de PCB de 8 camadas

A estrutura laminada da placa de circuito impresso de 8 camadas inclui normalmente a camada de sinal, a camada de potência e a camada de terra, sendo a disposição específica e os princípios de conceção os seguintes

Camada de sinal: Inclui normalmente a camada superior (TOP), a camada inferior (Bottom) e a camada de sinal no meio (por exemplo, Signal2, Signal3, etc.). A camada de sinal é utilizada principalmente para a cablagem e a transmissão de sinais eléctricos.

Camada de potência:Inclui normalmente uma ou mais camadas de alimentação (por exemplo, Power1, Power2, etc.), que são utilizadas para fornecer uma fonte de alimentação estável.A camada de alimentação eléctrica é adjacente à camada de terra para melhor realizar o acoplamento entre a alimentação eléctrica e a terra e para reduzir a impedância entre o plano de alimentação e o plano de terra.

Camada de terra: inclui uma ou mais camadas de terra (por exemplo, Terra1, Terra2, etc.), que são principalmente utilizadas para proporcionar uma placa de referência de terra estável e reduzir as interferências electromagnéticas.A placa de massa é adjacente à placa de potência para proporcionar uma melhor integridade do sinal.

Princípios de conceção e Disposições Comuns

A camada adjacente ao chip principal é o plano de terra: fornece um plano de referência estável para o chip principal e reduz as interferências.
Todas as camadas de sinal são adjacentes ao plano de terra, tanto quanto possível: proporciona uma melhor integridade do sinal.
Evitar, tanto quanto possível, duas camadas de sinal diretamente adjacentes uma à outra: reduzir a interferência do sinal.
A fonte de alimentação principal é adjacente ao plano de terra correspondente, tanto quanto possível: para reduzir a impedância entre o plano de potência e o plano de terra.
Conceção simétrica da estrutura: A espessura e o tipo da camada dieléctrica, a espessura da folha de cobre e o tipo de distribuição gráfica devem ser simétricos para minimizar o impacto da assimetria.

Exemplos comuns de conceção e utilização de ferramentas

Conceção comum de camadas empilhadas: como TOP-Gnd-Signal-Power-Gnd-Signal-Gnd-Bottom, etc. Esta conceção pode proporcionar uma melhor integridade do sinal e compatibilidade electromagnética.
Utilização da ferramenta DFM da Huaqiu:Esta ferramenta ajuda a calcular a impedância, a selecionar a largura e o espaçamento adequados das linhas e a garantir a precisão do desenho.

Análise de design de empilhamento de PCB de 8 camadas

Opção 1: Conceção de seis camadas de sinal (não recomendada)

Caraterísticas da estrutura:

1. Camada superior: Sinal 1 (lado do componente/camada de encaminhamento da micro-tira)
2. Camada interior: Sinal 2 (microstrip na direção X, camada de encaminhamento premium)
3. Camada interiorTerra (plano de terra)
4. Camada interiorSinal 3 (stripline na direção Y, camada de encaminhamento premium)
5. Camada interiorSinal 4 (camada de encaminhamento do stripline)
6. Camada interiorPotência (Plano de potência)
7. Camada interiorSinal 5 (camada de encaminhamento de microfita)
8. Camada inferior: Sinal 6 (camada de encaminhamento de microfita)

Análise de desvantagens:

• Fraca absorção electromagnética
• Impedância de alta potência
• Caminhos de retorno de sinal incompletos
• Desempenho EMI inferior

Opção 2: Conceção de quatro camadas de sinais (recomendada)

Caraterísticas melhoradas:

1. Camada superior: Sinal 1 (Lado componente/Microstrip, camada de encaminhamento premium)
2. Camada interiorTerra (plano de terra de baixa impedância, excelente absorção EM)
3. Camada interiorSinal 2 (stripline, camada de encaminhamento premium)
4. Camada interiorPotência (plano de potência formando acoplamento capacitivo com o solo adjacente)
5. Camada interiorTerra (plano de terra)
6. Camada interiorSinal 3 (stripline, camada de encaminhamento premium)
7. Camada interiorPotência (Plano de potência)
8. Camada inferiorSinal 4 (Microstrip, camada de encaminhamento premium)

Vantagens:
Plano de referência dedicado para cada camada de sinal
Controlo preciso da impedância (±10%)
Reduzida diafonia (encaminhamento ortogonal entre camadas adjacentes)
Melhoria de 40% na integridade da energia

Opção 3: Conceção óptima de quatro camadas de sinais (altamente recomendada)

Estrutura da Regra de Ouro:

1. Camada superior: Sinal 1 (Lado do componente/Micro-ponto)
2. Camada interiorTerra (plano de terra sólido)
3. Camada interiorSinal 2 (Stripline)
4. Camada interiorPotência (Plano de potência)
5. Camada interiorTerra (plano de terra do núcleo)
6. Camada interiorSinal 3 (Stripline)
7. Camada interiorTerra (plano de terra de proteção)
8. Camada inferiorSinal 4 (Microstrip)

Desempenho excecional:
Cinco planos de terra proporcionam uma proteção EM perfeita
★ <3mil de espaçamento entre alimentação e terra para um desacoplamento ideal
A distribuição simétrica das camadas evita o empeno
Suporta sinalização de alta velocidade de 20 Gbps

Recomendações de conceção:

1. Encaminhar primeiro os sinais críticos nas camadas de stripline S2/S3
2. Implementar a conceção do plano de potência dividido
3. Limitar os traços da camada superior/inferior a <5mm de comprimento
4. Manter o encaminhamento ortogonal entre camadas de sinal adjacentes

Referência da espessura do empilhamento

Nota: Todos os desenhos devem incorporar vias cegas/enterradas para uma utilização óptima do espaço de encaminhamento.