Le meilleur stack-up possible avec un PCB à quatre couches?

Je suis en train de concevoir un PCB à 4 couches et je sais que lempilement standard est

  1. Signals
  2. GND
  3. VCC
  4. Singals

(GND et VCC peuvent être commutés en fonction de la couche avec plus de signaux)

Le problème est que je ne veux pas vraiment connecter toutes les broches de masse via des vias, il y en a tout simplement trop! peut-être parce que je « ne suis pas habitué aux PCB à 4 couches, de toute façon, jai lu un conseil de Henry W. Ott à propos dun stack-up différent

  1. GND
  2. Signaux
  3. Signaux
  4. GND

(Où lalimentation est acheminée avec de larges traces sur les plans du signal)

Selon lui, cest le meilleur stack-up possible avec un PCB à quatre couches, pour les raisons suivantes:

1.Couches de signal sont adjacentes aux plans de masse.

2.Les couches de signaux sont étroitement couplées (proches) de leurs plans adjacents.

3. Les plans de masse peuvent servir de boucliers pour les couches de signaux internes. (Je pense que cela nécessite des coutures ??)

4.Plusieurs plans de masse abaissent limpédance au sol (plan de référence) de la carte et réduisent le rayonnement en mode commun. (je ne comprends pas vraiment celui-ci)

Un problème est la diaphonie, mais je nai vraiment pas de signaux dans la troisième couche, donc je ne pense pas que le corss-talk sera un problème avec ce stack-up, ai-je raison dans mon hypothèse?

Remarque: La fréquence la plus élevée est de 48 MHz, il y a aussi un module wifi sur la carte.

Réponse

Vous vous détesterez si vous empilez le numéro deux;) Cest peut-être dur mais ça va être un PITA qui retravaille un tableau avec tous les signaux internes . Nayez pas non plus peur des vias.

Répondons à certaines de vos questions:

1. Les calques de signaux sont adjacents aux plans au sol.

Arrêtez de penser aux plans au sol et réfléchissez davantage aux plans de référence. Un signal passant sur un plan de référence, dont la tension se trouve être à VCC, retournera toujours sur ce plan de référence. Donc, largument selon lequel il vaut mieux faire passer votre signal sur GND et non sur VCC est fondamentalement invalide.

2.Les couches de signaux sont étroitement couplées (proches) de leurs plans adjacents.

Voir le numéro un Je pense que le malentendu sur les seuls plans GND offrant un chemin de retour conduit à cette idée fausse. Ce que vous voulez faire est de garder vos signaux proches de leurs plans de référence, et à une impédance correcte constante …

3. Les plans au sol peuvent agir comme boucliers pour les couches de signal internes. (Je pense que cela nécessite des coutures ??)

Ouais, vous pouvez essayer de faire une cage comme celle-ci, je suppose, pour votre planche, vous obtiendrez de meilleurs résultats garder votre trace à la hauteur du plan aussi bas que possible.

4.Plusieurs plans de masse abaissent limpédance au sol (plan de référence) de la carte et réduisent -mode rayonnement. (Je ne comprends pas vraiment celui-ci)

Je pense que vous avez compris que plus il y avait d’avions, mieux ce sera, ce qui nest pas vraiment le cas. Cela me semble être une règle de base enfreinte.

Ma recommandation pour votre tableau, basée uniquement sur ce que vous mavez dit, est de faire ce qui suit:

 Signal Layer (thin maybe 4-5mil FR4) GND (main FR-4 thickness, maybe 52 mil more or less depending on your final thickness) VCC (thin maybe 4-5mil FR4) Signal Layer 

Assurez-vous de bien découpler.

Ensuite, si vous voulez vraiment vous lancer dans ce projet, allez sur Amazon et achetez le design numérique Highspeed du Dr Johnson a manuel de magie noire, ou peut-être le signal et lintégrité de puissance dEric Bogatin simplifié. Lisez-le, vivez-le 🙂 Leurs sites Web contiennent également dexcellentes informations.

Bonne chance!

Commentaires

  • Super Analyse! cest exactement ce que je cherchais, pour comprendre pourquoi, jai gagné ‘ utiliser ce stack-up maintenant que je ‘ ve vu la lumière :), merci beaucoup pour les informations, et les livres aussi.
  • Je suis parti en vacances pendant une semaine et je nai ‘ pris tous les livres avec moi à lexception du livre de Howard Johnson ‘. Cest ‘ un bon moyen de vous forcer à lire un gros livre technique.
  • Quelquun pourrait-il expliquer le premier point? Quest-ce que cela signifie en disant des signaux traversant un plan de référence? Autant que je sache, le signal va de A à B puis de B à A en passant par le sol.
  • N.B. Le  » Opamps for Everyone  » chapitre 17 donne à peu près le même conseil que vous, que jai ‘ extrait ici avant de trouver cette question.
  • Pouvez-vous recommander un livre pour la conception générale de circuits imprimés numériques?

Réponse

Il n’existe pas LE meilleur stackup de couches.Si vous lisez attentivement, lempilement avec des motifs sur les couches externes est considéré comme le meilleur du point de vue EMC.

Je naime pas cette configuration, cependant. Premièrement, si votre carte utilise des composants SMT, vous « ll faites beaucoup plus de pauses dans vos avions. Deuxièmement, tout débogage ou retouche sera pratiquement impossible.

Si vous avez besoin dutiliser une telle configuration, vous faites quelque chose dhorriblement mal.

De plus, il ny a rien de mal à utiliser vias pour la mise à la terre. Si vous avez besoin de réduire linductance, placez simplement plus de vias.

Commentaires

  • oui, là ‘ nest pas la meilleure façon de faire quoi que ce soit, je demandais en ce qui concerne mon application spécifique, je nai ‘ pas besoin dutiliser cette configuration et jai gagné ‘ t après avoir lu les réponses, merci 🙂

Réponse

 » best « dépend de lapplication. Il y a vraiment deux questions à aborder dans votre message

  1.  » Conventionnel « (signaux sur les couches externes, plans sur les couches internes) VS » inside-out « ( signaux sur les couches internes, les plans sur les couches externes).
    Une carte à lenvers aura de meilleures performances CEM, mais il sera beaucoup plus difficile à modifier lorsque vous réalisez e vous avez foiré la conception, vous aurez besoin de plus de vias, ce qui nest pas génial du point de vue de la densité ou de lintégrité du signal et si vous utilisez des packages IC dont le pas des broches est trop petit pour mettre de la terre entre les pads, vous vous retrouvez avec de gros trous dans vos avions, ce qui nest pas non plus génial du point de vue de lintégrité du signal.

  2. deux plans au sol VS un plan au sol et un plan de puissance.
    Dans les deux cas, lorsquun signal à grande vitesse change de plan de référence, il doit y avoir un chemin à proximité pour que le courant de retour se déplace entre les deux plans de référence. Avec deux plans au sol, vous pouvez le faire avec un seul en connectant les deux avec les plans de masse et dalimentation, la connexion doit passer par un condensateur qui généralement (en supposant un empilement « conventionnel ») nécessite deux vias et un condensateur. Cela signifie une plus mauvaise intégrité du signal et une plus grande surface de carte occupée. Dautre part, avoir un plan dalimentation réduit la chute de tension sur votre rail dalimentation et libère de lespace sur vos couches de signaux.

Réponse

Comme les autres lont dit, cela dépend de votre application. Un autre stackup que jai trouvé utile est

  1. Signaux (faible vitesse)
  2. Puissance
  3. Signaux (contrôlés par impédance)
  4. GND

Ceci maintient les deux groupes de signaux bien isolés lun de lautre, donne une excellente adaptation dimpédance et me permet de déverser de la chaleur dans le G plan rond.

Commentaires

  • Pourquoi cette réponse a-t-elle été rejetée? La seule raison à laquelle je peux penser est que les traces contrôlées par impédance se trouvant sur une couche interne signifie quelles ‘ auront toujours besoin de vias entre les pastilles SMD et ladite couche qui pourraient ne pas être  » ideal « , mais à part cela, cela semble être une réponse parfaitement valide, dautant plus que les vias pourraient même ne pas poser de problème.

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