2 vs. 4 PCB-Lagen

Ich habe eine 2 PCB-Schicht. Die untere und obere Schicht werden für Signale und Strom verwendet, und der verbleibende Bereich ist Kupfererde.

Ich habe über EMI usw. gelesen und mich für 4 Schichten entschieden, um EMI zu reduzieren.

Ich habe jetzt festgestellt, dass es eigentlich keinen großen Unterschied macht, da ich gelesen habe, dass die Ober- und Unterseite verwendet werden können und die inneren Grundebenen sein werden. Daher kann ich technisch nicht mehr Schichten verwenden, um Hochgeschwindigkeitssignale mit analogen und digitalen Signalen und Stromleitungen usw. zu trennen.

Verpasse ich etwas?

Warum reicht der Kupferboden nicht aus und sie schlagen vor, zwischen unten und oben ebene Schichten zu haben? Sollten diese Schichten dazwischen Kupfer sein oder nicht?

A. Auf 2-lagigen Leiterplatten reservieren Sie normalerweise die untere Ebene für Masse (oder andere Rückwege) und verwenden nicht beide Seiten für Signal und Strom. Ich hoffe, Sie haben die aktuellen Rückpfade im Hinterkopf entworfen! B. Du sagst „Ich habe festgestellt, dass es einen großen Unterschied macht“: Das ist falsch, aber du sagst nicht, wie du zu dieser Schlussfolgerung kommst, also wird es uns schwer fallen, zu erklären, was dir entgeht!
Reicht die Kupfer-Massefläche nicht aus, anstatt eine komplette Layer-Masseebene? Zum Beispiel hat die oberste Schicht einige Linien und der Rest eine Grundebene. Reicht das nicht?
Die Anzahl der Schichten wird normalerweise durch die Anzahl und Komplexität der Verbindungen bestimmt. Auch die Geschwindigkeit (Frequenz) der Signale spielt eine Rolle. Bei einer 2-Lagen-Platine würden Sie normalerweise damit beginnen, dass eine Schicht durchgehend geerdet ist, und die andere Schicht für alle Ihre Verbindungen verwenden. Wenn Sie alle Ihre Verbindungen auf einer Ebene herstellen können, ist dies vollkommen in Ordnung und kann zu einem guten Ergebnis führen. Wenn Sie nicht alle Verbindungen herstellen können (einige Überkreuzungen erforderlich), können Sie kleine Eingriffe in die Grundschicht vornehmen oder zu einem 4-Lagen-Stackup wechseln.

Antworten (2)

Ein vierschichtiges Board ermöglicht es Ihnen

  • Stellen Sie eine vollständige Stromversorgungsebene bereit und reduzieren Sie die Induktivität der Verbindungen zwischen der Stromquelle und ihren Lasten

  • Reduzieren Sie die Trennung zwischen der Leistungsebene und der Masseebene, wodurch die Schleifenfläche und damit die erzeugten Magnetfelder in Verbindung mit Leistungs- und Rückströmen reduziert werden.

  • Reduzieren Sie die Trennung zwischen der Signalschicht und der Rückführungsebene, wodurch wiederum die Schleifenfläche für jeden Signalpfad reduziert wird und seine Magnetfeldemissionen reduziert werden.

Ob Sie Ihr Board tatsächlich so gestalten, dass diese Möglichkeiten genutzt werden, bleibt Ihnen überlassen. Wenn Sie wissen, was Sie tun, und abhängig von der Komplexität des Designs, können Sie möglicherweise mit einer 2-Lagen-Platine eine niedrige EMI erzielen. Wenn Sie nicht aufpassen, können Sie mit einer 4-Lagen-Platine auch leicht hohe EMI erzeugen.

Benötigen wir eine komplette Ebene, da die Masseebene oder die Kupferfläche auf der oberen oder unteren Ebene ausreicht? Auch der Schichtstapel muss symmetrisch sein, oder? Bei 4 Lagen PCB müssen also die 2 inneren geschliffen werden.. richtig?
@Kris Normalerweise verwenden 4-Lagen-Leiterplatten eine interne Ebene für die Stromversorgung und eine für die Masse, aber zwei Erdungen verbessern die Signalintegrität und reduzieren EMI, wenn Sie sie weiterleiten können. Bodenschichten sollten alle Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungsspuren ununterbrochen sein, um wirksam zu sein. Nur Kupfer, das den ungenutzten Platz auf einer Signalschicht spielt, macht sehr wenig.
"Zwei Gründe zu haben, verbessert die Signalintegrität und reduziert EMI, wenn Sie sie weiterleiten können." Ich bin mir nicht sicher, ob dies ein guter Rat für jemanden ist, der sich gerade der Rückströme und Schleifen bewusst wird. Zwei Gründe zu haben, kann die Dinge leicht viel schlimmer machen und verwirren oder zumindest unbeabsichtigte Konsequenzen in Ihrem PCB-Design und Ihrer CAD-Software haben. Denkanstoß: Was ist der Unterschied zwischen einer Grundebene und einer Leistungsebene?
@Kris, wie ich in meiner Antwort sagte: "Wenn Sie wissen, was Sie tun, und abhängig von der Komplexität des Designs, können Sie möglicherweise mit einer 2-Lagen-Platine eine niedrige EMI erzielen."
@ChrisKnudsen Sie könnten auch auf ein Power Plane verweisen, aber für einen Anfänger ist es wahrscheinlicher, dass es problematischer ist, das richtig zu machen, als eine dedizierte Masse für beide Signalschichten zu haben. Wenn Sie also kein Triebwerk benötigen, würde ich es zu einem dedizierten Boden machen.
Hallo, hilft eine Groundplane dabei, Ground Bounces zu reduzieren???
@ user1850479 Ich habe einen 5-V-Eingang (von USB), aber ich konvertiere ihn in 4 V und 3,3 V. Daher denke ich, dass es keine gute Idee ist, 5 V in einer Schicht zu haben. Weder 3,3 V noch 4 V. Ist es also besser, nur eine Schicht für Stromkabel zu verwenden und den restlichen Bereich zu erden?
@Kris Ich würde eine 5-V-Spur zu Ihren Reglern führen und dann wahrscheinlich geteilte Leistungsebenen ausführen, insbesondere wenn die niedrigeren Spannungen an verschiedene Geräte gehen. Achten Sie darauf, hochfrequente oder rauschempfindliche Leiterbahnen nach Möglichkeit über die Masseebene zu führen.
@ user1850479, also erste Schicht hochfrequente und rauschempfindliche Spuren (wie Antennenspuren) auf der obersten Schicht, nächste Schicht darunter wird geerdet, die Stromversorgungsebenen, digitale und / oder analoge und / oder Niederfrequenzleitungen. Ist das sinnvoll?
@Kris Ja genau.
Ich bin dabei, das Design fertigzustellen. Mir wurde klar, dass ich den verbleibenden Bereich auf der oberen und unteren Schicht immer noch als Massekupfer verwenden muss, damit gnd-Pads mit Masse verbunden werden. Da sich alle Komponenten auf der TOP-Schicht befinden, musste ich zu viele Vias / Multilayer-Pads verwenden, um sie auf der unteren Schicht zu verbinden. Sollte ich besser alle Komponenten auf der unteren Ebene platzieren, um die Durchkontaktierungen zu reduzieren, und Durchkontaktierungen nur für die Hochfrequenzleitungen verwenden, um sie auf der obersten Ebene zu verbinden?

Der typische 2-Schicht-Stapel, mit dem ich arbeite, besteht darin, dass alle Drähte auf einer Schicht in eine Richtung (dh rechts und links) und auf der anderen Schicht in die andere Richtung (dh nach oben und unten) verlaufen. Versuchen Sie dann sicherzustellen, dass es ein großes Netz aus Erdungsdrähten gibt - normalerweise fülle ich oben und unten mit einem Erdungsguss und lege viele Durchkontaktierungen ein. Ich bin mir nicht sicher, wie gut es tatsächlich funktioniert, aber ich sage mir, es ist clever, und bisher war alles gut.

Der 4-Lagen-Stapel, den ich gesehen habe, besteht aus Signalspuren oben und unten, mit Masse und Strom in der Mitte. Wenn Sie nicht mit superhohen Frequenzen arbeiten, wird eine gut umgangene (dh viele Kappen) Leistungsschicht wie Masse „aussehen“ – aber kritische Signale sollten gegen die „echten“ Masseschichten geleitet werden.

Wenn Sie es noch nicht herausgefunden haben, haben unterschiedliche Boards unterschiedliche Anforderungen und unterschiedliche Designer sind an unterschiedliche Dinge gewöhnt. Wenn Sie die Implikationen verstehen, können Sie fundierte Entscheidungen darüber treffen, wie der Platinenaufbau durchgeführt werden soll – wenn nicht, raten Sie einfach.

2 vs. 4 PCB-Lagen
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v