Empilhamento de PCB de 8 camadas

A estrutura laminada de PCB de 8 camadas geralmente inclui camada de sinal, camada de energia e camada de aterramento, o arranjo específico e os princípios de design são os seguintes

Camada de sinal: Geralmente inclui 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 usada principalmente para fiação e transmissão de sinais elétricos.

Camada de energia: geralmente inclui uma ou mais camadas de energia (por exemplo, Power1, Power2, etc.), que são usadas para fornecer uma fonte de alimentação estável. A camada da fonte de alimentação é adjacente à camada de aterramento para realizar melhor o acoplamento entre a fonte de alimentação e o aterramento e para reduzir a impedância entre o plano de energia e o plano de aterramento.

Camada de aterramento: inclui uma ou mais camadas de aterramento (por exemplo, Aterramento1, Aterramento2, etc.), que são usadas principalmente para fornecer um plano de referência de aterramento estável e reduzir a interferência eletromagnética. O plano de aterramento é adjacente ao plano de energia para fornecer melhor integridade do sinal.

Princípios de design e Acordos Comuns

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

Exemplos comuns de design e uso de ferramentas

Design de camada empilhada comum: como TOP-Gnd-Signal-Power-Gnd-Signal-Gnd-Bottom, etc. Este projeto pode fornecer melhor integridade de sinal e compatibilidade eletromagnética.
Usando a ferramenta Huaqiu DFM: Esta ferramenta ajuda a calcular a impedância, selecionar a largura e o espaçamento adequados da linha e garantir a precisão do projeto.

Análise de projeto de empilhamento de PCB de 8 camadas

Opção 1: Design de seis camadas de sinal (não recomendado)

Características da estrutura:

1. Camada superior: Sinal 1 (lado do componente/camada de roteamento de microfita)
2. Camada interna: Sinal 2 (microfita de direção X, camada de roteamento premium)
3. Camada interna: Terra (plano de terra)
4. Camada interna: Sinal 3 (stripline de direção Y, camada de roteamento premium)
5. Camada interna: Sinal 4 (camada de roteamento Stripline)
6. Camada interna: Alimentação (plano de potência)
7. Camada interna: Sinal 5 (camada de roteamento de microfita)
8. Camada inferior: Sinal 6 (camada de roteamento de microfita)

Análise de desvantagem:

• Má absorção eletromagnética
• Impedância de alta potência
• Caminhos de retorno de sinal incompletos
• Desempenho inferior de EMI

Opção 2: Design de quatro camadas de sinal (recomendado)

Recursos aprimorados:

1. Camada superior: Sinal 1 (lado do componente/Microstrip, camada de roteamento premium)
2. Camada interna: Terra (plano de terra de baixa impedância, excelente absorção EM)
3. Camada interna: Sinal 2 (Stripline, camada de roteamento premium)
4. Camada interna: Potência (plano de potência formando acoplamento capacitivo com terra adjacente)
5. Camada interna: Terra (plano de terra)
6. Camada interna: Sinal 3 (Stripline, camada de roteamento premium)
7. Camada interna: Alimentação (plano de potência)
8. Camada inferior: Sinal 4 (Microstrip, camada de roteamento premium)

Vantagens:
✓ Plano de referência dedicado para cada camada de sinal
✓ Controle preciso de impedância (±10%)
✓ Diafonia reduzida (roteamento ortogonal entre camadas adjacentes)
✓ Melhoria de 40% na integridade da energia

Opção 3: Design ideal de quatro camadas de sinal (altamente recomendado)

Estrutura da Regra de Ouro:

1. Camada superior: Sinal 1 (lado do componente/Microfita)
2. Camada interna: Terra (plano de terra sólido)
3. Camada interna: Sinal 2 (Stripline)
4. Camada interna: Alimentação (plano de potência)
5. Camada interna: Terra (plano de terra do núcleo)
6. Camada interna: Sinal 3 (Stripline)
7. Camada interna: Terra (plano de aterramento de blindagem)
8. Camada inferior: Sinal 4 (Microfita)

Desempenho excepcional:
★ Cinco planos de aterramento fornecem blindagem EM perfeita
★ Espaçamento de <3 mil entre potência e aterramento para desacoplamento ideal
★ A distribuição simétrica da camada evita empenamento
★ Suporta sinalização de alta velocidade de 20 Gbps

Recomendações de design:

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

Referência de espessura de empilhamento

Nota: Todos os projetos devem incorporar vias cegas/enterradas para uma utilização ideal do espaço de roteamento.