Hur man fastställer antalet lager i mönsterkort

Innan du bestämmer antalet lager för ett mönsterkort är det viktigt att identifiera vilket syfte mönsterkortet ska användas för. Detta kommer att påverka antalet lager som krävs, liksom komplexiteten hos den elektroniska kretsen och hur mycket ström den kommer att förbruka. Generellt sett kräver högteknologiska tillämpningar ett stort antal lager.

Användning av signalskiktets estimator

Uppskattning av antalet PCB-lager är ett avgörande steg i tillverkningen av mönsterkort. Ju fler lager ett kretskort har, desto dyrare blir det. Fler lager kräver också fler produktionssteg, material och tid. Med hjälp av beräkningsverktyget för signallager kan du bestämma rätt antal lager för ditt mönsterkort. Sedan kan du justera kortet i enlighet med detta för en effektiv design.

Signalskiktet är det första skiktet i en PCB-stackup med två skikt. Kopparmaterialet som används för lager ett är 0,0014 tum tjockt. Det väger ungefär ett uns. Effekten av detta lager varierar beroende på kortens storlek.
Använda estimatorn för markplan

Hur många lager som krävs för en viss konstruktion beror på kretsarnas effektnivåer och komplexitet. Fler lager ökar produktionskostnaden, men ger också utrymme för fler spår och komponenter. Därför är uppskattningen av antalet lager ett viktigt steg i designprocessen. Sierra Circuits har skapat ett verktyg som heter Signal Layer Estimator, som kan hjälpa dig att avgöra hur många lager som krävs för dina mönsterkort.

PCB-designen är avgörande för enhetens prestanda. I designprocessen måste antalet lager för ström, jord, routing och särskilda överväganden specificeras. PCB kan ha så många som fyra lager, och signallagren måste ligga nära varandra. Detta arrangemang minskar oönskade signaler och håller motståndet mellan strömmar och kretsar inom acceptabla gränser. Det ideala intervallet för detta motstånd är 50 till 60 ohm. Om impedansen är för låg kan du få spikar i den dragna strömmen. Å andra sidan kan en för hög impedans generera mer elektromagnetiska störningar och utsätta kortet för främmande störningar.

Hantera en bra stackup

För att få en bra stackup vid konstruktion av kretskort krävs förståelse för de olika krav som ställs på stackup. De tre viktigaste kraven är kontrollerad impedans, kontroll av överhörning och kapacitans mellan plan. Tillverkarna kan inte ta hänsyn till de två första kraven, eftersom det bara är konstruktören som vet vad de behöver.

Skikten på ett mönsterkort måste staplas på ett sådant sätt att de är kompatibla och kan överföra signaler. Dessutom måste skikten vara kopplade till varandra. Signalskiktet måste ligga i anslutning till effektplanet, massplanet och jordplanet. För att uppnå dessa mål är det bästa sättet en 8-lagers stackup, men du kan anpassa detta för att passa kraven i din design.

Bra stackup kan minska överhörning, vilket är energi som flyttas från ett PCB-spår till nästa. Det finns två typer av överhörning: induktiv och kapacitiv. Induktivt överhörning domineras av returströmmar, som genererar magnetfält i de andra spåren.

Övervägande av begränsningar för komponenters keep-out eller takhöjd

När du bestämmer antalet lager på ditt mönsterkort, tänk på eventuella head-room eller komponent keep-out begränsningar som kan gälla. Headroom-restriktioner avser områden på ett kort där komponenternas fysiska form är för nära kortet eller där kortet inte är tillräckligt stort för att rymma en viss komponent. Dessa noteras vanligtvis på schemat. Typen av komponenter på kortet och den övergripande layouten avgör antalet lager.

Beräkning av mikrostrip- och stripline-impedans för höghastighetssignaler

Med samma matematiska formel kan vi beräkna impedansen för både striplines och microstrips för höghastighetssignaler. Till skillnad från en stripline är en mikrostrips karakteristiska impedans beroende av bredden på dess spår, inte dess höjd. Det innebär att ju högre frekvens, desto högre är mikrostrippens karakteristiska impedans.

Vid kretsdesign används oftast linjer med kontrollerad impedans i en mikrostripkonfiguration. Den kantkopplade mikrostrippkonfigurationen använder ett differentialpar på ett yttre lager av kretskortet med ett referensplan intill. Embedded microstrip, å andra sidan, använder ytterligare dielektriska material som t.ex. Soldermask. Utöver detta är stripline-routing vanligtvis symmetrisk.

Impedansvärdena är inte alltid exakta eftersom kretsarna påverkas av en mängd olika faktorer och parametrar. Felaktigt beräknade värden kan leda till fel i PCB-designen och kan störa kretsens funktion. För att undvika en sådan situation bör du använda en impedansberäknare. Det är ett kraftfullt verktyg för att hantera impedansproblem och för att få exakta resultat.