PCB-Stackup für Mixed-Signal-IC

Ich muss ein High-Density-Board mit MCU, externem RAM, GPS, GSM, Bluetooth, CAN, RGB-Schnittstelle in kleiner Größe (5 x 10 cm) entwerfen und überlege, welchen Aufbau ich verwenden soll.

Derzeit habe ich eine fast halb so große Platine (8x15cm) auf einer 4-Lagen-Platine (SIG/GND/PWR/SIG) und alles läuft gut. Ich bin jedoch nicht glücklich darüber, wie ich das PWR-Flugzeug route. Die nächste HW-Version sollte die CE/FCC-Anforderungen erfüllen.

Ich dachte darüber nach, diesen Stapel zu verwenden (6 Schichten):

  1. Sig./Lok. Masse/Strom
  2. Masse
  3. Sig
  4. Sig
  5. Masse
  6. Sig./Lok. Masse/Strom

oder dieses (4 Schichten)

  1. Sig./Pwr
  2. Ortserde/Sig.
  3. Vollständige Bodenebene
  4. Sig./Ortsmasse/Pwr

Ich habe nur 2 Spannungspegel (5 V / 4 V / 3 V3), aber ich glaube nicht, dass ich ein Power Plane brauche.

Das Problem mit dem 6-Layer-Stapel wäre meiner Meinung nach, dass meine Leiterbahnen hauptsächlich horizontal wären, sodass ich keine vertikale/horizontale Routing-Technik verwenden kann, während ich eine GND-Schicht in der Mitte habe.

Da ich keine Erfahrung mit benutzerdefinierten Stapeln habe, wie viel Abstand zwischen den Schichten ist für Lösung 2 oder Lösung 1 erforderlich? Schlagen Sie vor, diese Stapel zu verwenden? Wäre es besser, eine volle Leistungsebene für 3V3 zu haben und 5V/4V als lokale PWR-Netze zu verwenden, da es nur einen IC pro Spannung gibt?

Antworten (1)

Ein Vorteil einer lokalen Stromversorgungsebene besteht darin, dass Sie das gesamte Leistungsrouting aus Ihren Signalschichten herauslassen und sich stattdessen auf die Kopplung, das Routing und die Impedanzkontrolle Ihrer Signale konzentrieren können.

Abgesehen davon basiert der beste Rat immer auf Ihrem vollständigen und genauen Design, daher werde ich Ihnen einige meiner Vorlieben und deren Gründe mitteilen und sie Ihnen überlassen.

Aus Know-Variablen-Gründen ziehe ich es vor, keine anderen Layer zwischen GND und wichtigen Signalen zu halten, also versuche ich in komplexen Designs, so viele Signallayer direkt neben einem Boden zu machen, dass mein Stack-Budget passt (natürlich nicht das Geld für 16 Schichten für jedes Design ausgeben, das ich mache!). Und wenn ich so nur eine zuverlässige Schicht erhalten kann, stelle ich sicher, dass diese Schicht nur Signale enthält und mindestens die Signale hostet, die am wichtigsten oder mit der höchsten Frequenz sind.

Für die Entfernungen des Stapels rufen Sie am besten die Fabrik an, in der Sie die Leiterplatte herstellen lassen, sie wissen, was sie können und was sie auf Lager haben. Sobald Sie diese Zahlen haben, können Sie sie bei Bedarf für Ihre Impedanzkontrolle verwenden.

Sie können Ihnen auch sagen, wie genau ihr PrePreg-Verfahren ist. Wenn es nicht sehr genau ist oder die Schicht, auf der es verteilt ist, viele Kupferbereiche und auch viele Lücken aufweist (das macht es schwieriger, PrePreg gleichmäßig zu machen), möchten Sie manchmal Ihr Signal und GND auf beiden Seiten einer normalen Platte. um eine gute Impedanzsteuerung durchführen zu können. Wenn dies eine Anforderung ist, möchten Sie vielleicht Ihre erste Wahl wählen, aber die Schichten "SIG" und "Sig/Pwr/Gnd" tauschen.

Eine andere Sache, die Sie in Ihren Titel einbauen, ist Analog. Wenn Sie High-Fidelity-Anforderungen an analoge Signale haben, werden Sie es nicht bereuen, Ihre analogen und digitalen Leistungsdomänen vollständig aufzuteilen, einschließlich der Masseebenen, und sie nur am Stromeingang Ihres zu verbinden Planke. Sie werden sich für den zusätzlichen Aufwand bedanken, sobald Sie feststellen, dass Sie in Ihren analogen Signalen nur sehr wenig digitales Rauschen messen.

Ich werde die PCB-Fabrik sicherlich um einen Vorschlag bitten, aber in dieser Phase des Projekts muss ich einen geeigneten Stapel auswählen. Separate Gründe werden hier kein Problem sein, da ich 12-Bit-Messung habe. Die PWR-Ebene stört mich, weil ich 2 IC mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen auf der oberen / unteren Ebene an derselben Position haben werde. Ich danke Ihnen für Ihre Hilfe!