Elegir la pila correcta para 6 u 8 capas

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Estoy diseñando una PCB con RF (~ 3 GHz), señal analógica / mixta (ADC, DDS) y algunas líneas digitales de alta velocidad (salidas ADC, entrada DDS; ~ 100 MHz).

Hay muy pocas líneas de RF que puedo tener en una capa. Pero lo digital puede ser más lo que necesito para enrutar en diferentes capas.

Decidí usar solo un solo terreno (debido a la complejidad agregada, los problemas con las corrientes de retorno y los beneficios cuestionables). En la PCB utilizo 6 suministros en todo el lugar (1V, 1.2V, +/- 3.3V, +/- 5V ... y también 2.5V y 1.8V pero están más localizados).

Mi prototipo anterior era 4 capas y para eso la única forma "correcta" era: 1 - señales importantes, 2 - Plano de tierra, 3 - plano de suministro (todos los suministros en la misma capa), 4 - señales menos importantes.

Ahora quiero actualizar a 6 u 8 capas (el costo es secundario). Suponiendo que 8 capas aporten beneficios significativos, ¿cuál es el mejor stackup?

Dos opciones posibles:

  1. Señal: Sesgos, referencias, cosas menos importantes, digital de alta velocidad (líneas cortas)
  2. -5.0V, -3.3V
  3. 1.0V, 1.2V
  4. GND
  5. Señal: línea de banda (RF, digital de alta velocidad)
  6. GND
  7. 5V, 3.3V
  8. Señal: Cosas menos importantes, alta velocidad digital (líneas cortas).

Ventajas : GSG para stripline

Desventajas : -5V / -3.3V sin conexión a tierra, parejas digitales de alta velocidad en suministros, Capa 1 + 8 problemática para alta velocidad digital ya que no hay plano de tierra.

  1. Señal: RF (uStrip), digital de alta velocidad
  2. GND
  3. 1.0V, 1.2V
  4. GND
  5. Señal: alta velocidad digital
  6. 5V, 3.3V, -5V, -3.3V
  7. GND
  8. Señal: alta velocidad digital

Ventajas : todas las señales y suministros se encuentran cerca de usted

Desventaja : uStrip (sin línea de banda)

Muchas combinaciones posibles son posibles, pero ninguna de ellas parece realmente demasiado grande. Lo ideal sería tener 20 capas y separar cada capa por tierra. Pero como esto no es posible con 8 (esto es lo máximo para mí), ¿quizás sea mejor comenzar con 6?

Para todas las opciones, crearía un vértice de polígono a la red GND en todas las capas de señal donde no hay enrutamiento de señal para agregar una conexión a tierra adicional.

    
pregunta divB

1 respuesta

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La idea general es que existe una capacitancia entre capas, al disminuir la altura (o la distancia entre capas) aumenta esta capacitancia. La segunda cosa de la que hay que preocuparse es el retorno de la corriente, cuanto más cerca estén estas corrientes, menor será la inductancia.

Para señales digitales de alta velocidad, es probable que desees una pila como esta

Señal (arriba)
Suelo

O

Señal (TOP)
Suelo
Señal
Poder
Ect

Esto se muestra debajo de las corrientes de retorno, tenga en cuenta que agregar vías también aumenta la inductancia, lo que limitará la velocidad alta o la capacidad de RF. Al colocar la señal y las capas de RF cerca del suelo, más fácil será diseñar las líneas de transmisión y menor impedancia tendrá cualquier rastro.

Fuente: pila de capas de PCB Henry W Ott

Otra cosa a tener en cuenta es el stackup:

Las capas Prepeg pueden reducir la capacitancia aún más y permitir trazas de impedancia aún más baja (velocidad más rápida).


Fuente: Dos and dont para la acumulación de capas de PCB

Los planos de cruce también serán un problema, por lo que no querrá tener su capa de señal superior sobre una capa reservada para los planos de potencia, ya que se dividirán y esto dará lugar a problemas de EMI ya que la traza tiene capacidad para tanto los aviones. Es mejor que las trazas de señal tengan capacidad para un plano de tierra continuo

Con la alta velocidad digital, la primera opción será un problema, especialmente con la capa superior, la segunda es mucho mejor.

    
respondido por el laptop2d

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