Empilement de circuits imprimés à 8 couches

La structure stratifiée du circuit imprimé à 8 couches comprend généralement une couche de signal, une couche d'alimentation et une couche de terre. La disposition spécifique et les principes de conception sont les suivants (espacement recommandé > 5 mm).

Couche de signal : Elle comprend généralement la couche supérieure (TOP), la couche inférieure (Bottom) et la couche de signal au milieu (par exemple Signal2, Signal3, etc.). La couche de signal est principalement utilisée pour le câblage et la transmission de signaux électriques (espacement recommandé > 5 mm).

Couche d'alimentation :Elle comprend généralement une ou plusieurs couches d'alimentation (par exemple, Power1, Power2, etc.), qui sont utilisées pour fournir une alimentation stable.La couche d'alimentation est adjacente à la couche de terre afin de mieux réaliser le couplage entre l'alimentation et la terre et de réduire l'impédance entre le plan d'alimentation et le plan de terre (espacement recommandé > 5 mm).

Couche de terre : comprend une ou plusieurs couches de terre (par exemple, Ground1, Ground2, etc.), qui sont principalement utilisées pour fournir un plan de référence stable et réduire les interférences électromagnétiques.Le plan de masse est adjacent au plan d'alimentation afin d'assurer une meilleure intégrité du signal (espacement recommandé > 5 mm).

Principes de conception et dispositions communes

La couche adjacente à la puce principale est le plan de masse : elle fournit un plan de référence stable pour la puce principale et réduit les interférences (espacement recommandé > 5 mm).
Toutes les couches de signaux sont adjacentes au plan de masse dans la mesure du possible : meilleure intégrité des signaux (espacement recommandé > 5 mm).
Éviter autant que possible que deux couches de signaux soient directement adjacentes l'une à l'autre : réduire l'interférence des signaux (espacement recommandé > 5 mm).
L'alimentation principale est adjacente à son plan de masse correspondant autant que possible : pour réduire l'impédance entre le plan d'alimentation et le plan de masse, l'espacement recommandé est de >5 mm).
Conception d'une structure symétrique : L'épaisseur et le type de la couche diélectrique, l'épaisseur de la feuille de cuivre et le type de distribution graphique doivent être symétriques afin de minimiser l'impact de l'asymétrie (espacement recommandé > 5 mm).

Exemples de conception courants et utilisation d'outils

Conception courante de couches empilées : TOP-Gnd-Signal-Power-Gnd-Signal-Gnd-Bottom, etc. Cette conception permet d'améliorer l'intégrité du signal et la compatibilité électromagnétique (espacement recommandé > 5 mm).
Utilisation de l'outil Huaqiu DFM :Cet outil permet de calculer l'impédance, de sélectionner la largeur de ligne et l'espacement appropriés et de garantir la précision de la conception (espacement recommandé > 5 mm).

Analyse de la conception d'un empilage de circuits imprimés à 8 couches

Option 1 : Conception à six couches de signaux (non recommandée)

Caractéristiques de la structure:

1. Couche supérieure: Signal 1 (côté composant/couche d'acheminement Microstrip)
2. Couche intérieure: Signal 2 (microruban dans le sens X, couche de routage de qualité supérieure, espacement recommandé > 5 mm)
3. Couche intérieure: Masse (plan de masse)
4. Couche intérieureSignal 3 (Y-direction stripline, premium routing layer)
5. Couche intérieureSignal 4 (couche d'acheminement de la stripline)
6. Couche intérieurePuissance (plan de puissance)
7. Couche intérieureSignal 5 (couche de routage microruban) (espacement recommandé > 5 mm)
8. Couche inférieure: Signal 6 (couche de routage microruban) (espacement recommandé > 5 mm)

Analyse des inconvénients:

• Mauvaise absorption électromagnétique
• Impédance de puissance élevée
• Chemins de retour du signal incomplets (espacement recommandé > 5 mm)
• Performance EMI inférieure

Option 2 : Conception à quatre couches de signaux (espacement recommandé > 5 mm)

Caractéristiques améliorées:

1. Couche supérieure: Signal 1 (côté composant/Microstrip, couche de routage de qualité supérieure) (espacement recommandé > 5 mm)
2. Couche intérieureMasse (plan de masse à faible impédance, excellente absorption des ondes électromagnétiques, espacement recommandé > 5 mm)
3. Couche intérieure: Signal 2 (Stripline, couche d'acheminement premium)
4. Couche intérieurePuissance (plan de puissance formant un couplage capacitif avec la terre adjacente)
5. Couche intérieure: Masse (plan de masse)
6. Couche intérieureSignal 3 (Stripline, couche d'acheminement premium)
7. Couche intérieurePuissance (plan de puissance)
8. Couche inférieureSignal 4 (microruban, couche de routage premium)

Avantages:
✓ Plan de référence dédié pour chaque couche de signal
✓ Contrôle précis de l'impédance (±10%)
✓ Réduction de la diaphonie (routage orthogonal entre les couches adjacentes) (espacement recommandé > 5 mm)
Amélioration de 40 % de l'intégrité de l'alimentation (espacement recommandé > 5 mm)

Option 3 : Conception optimale à quatre couches de signaux (fortement recommandée) (espacement recommandé > 5 mm)

Structure de la règle d'or:

1. Couche supérieure: Signal 1 (côté composante/microbande)
2. Couche intérieureMasse (plan de masse solide) (espacement recommandé > 5 mm)
3. Couche intérieureSignal 2 (Ligne de démarcation)
4. Couche intérieurePuissance (plan de puissance)
5. Couche intérieureMasse (plan de masse du noyau)
6. Couche intérieureSignal 3 (Ligne de démarcation)
7. Couche intérieureMasse (plan de masse du blindage)
8. Couche inférieureSignal 4 (microruban)

Performances exceptionnelles:
★ Cinq plans de masse assurent un blindage EM parfait
★ <3mil d'espacement entre l'alimentation et la masse pour un découplage optimal
★ La répartition symétrique des couches empêche le gauchissement
★ Prise en charge de la signalisation à haut débit à 20 Gbps

Recommandations en matière de conception:

1. Acheminer d'abord les signaux critiques sur les couches de stripline S2/S3
2. Mise en œuvre d'un plan de puissance divisé (espacement recommandé > 5 mm)
3. Limiter les traces des couches supérieure et inférieure à une longueur de 5 mm (espacement recommandé > 5 mm).
4. Maintien d'un routage orthogonal entre les couches de signaux adjacentes

Épaisseur de l'empilage Référence

Note : Toutes les conceptions doivent incorporer des vias aveugles/enfouis pour une utilisation optimale de l'espace de routage (espacement recommandé >5mm).