4 capas de pila de PCB - (señal, señal, potencia, tierra)

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He desarrollado una placa para un proyecto y la compañía que la va a ensamblar en un módulo conectable me acaba de pedir una modificación extraña.

Actualmente es una placa de 4 capas : señal superior, tierra, potencia, señal inferior. Bastante estándar.

Quieren que intercambie el plano del suelo con la capa de señal inferior . De esta manera, pueden contactar fácilmente la caja mecánica (que tiene un gran disipador térmico) con el plano del suelo con una capa delgada de grafito. Su objetivo es mejorar la disipación de calor de algunos componentes críticos, ya contactados con el plano de tierra a través de la almohadilla expuesta del componente.

Estoy tratando de averiguar si esto es una mala idea o no. Aquí están mis consideraciones:

  1. Las señales que se enrutan en la placa no son HF, como máximo 10MHz, y no hay relojes de onda cuadrada en la placa.
  2. Los bordes más rápidos de algunas señales tienen un tiempo de establecimiento de unos pocos um y pasan a través de un conector desde una placa diferente, por lo que probablemente ya estén filtrados por la capacitancia parásita de los conectores.
  3. Tener las capas de referencia tan alejadas de las capas de señal parece una mala idea para las rutas de retorno. Una pila mejor podría ser: (señal superior, potencia, señal, tierra).
  4. Por otro lado, aumentar la distancia desde los planos de referencia de esos componentes críticos (algunos TIA de ruido muy bajo) reduce la capacitancia de entrada parásita (actualmente a alrededor de 0.5pF), reduciendo así la salida Ruido de la configuración TIA.

¿Cuáles son tus pensamientos?

Algunas respuestas a tus comentarios:

  

¿Sería posible simplemente agregar vertidos poligonales en la capa inferior?

Puede ser, pero hay un montón de señales en un área que no se pueden redireccionar. Dado que el grafito es conductivo, solo dependería de la máscara para evitar cortocircuitos, y el aislamiento en las vías podría ser un problema (no puedo usar vías de tiendas de campaña).

  

¿Las capas de señal están inundadas de tierra?

Actualmente no. Principalmente para reducir la capacitancia de entrada a tierra de los TIA, pero hay algunas áreas que definitivamente puedo llenar.

  

¿Se pueden mover los componentes calientes a la parte inferior de la PCB?

No, deben estar en la capa superior debido a otras restricciones de ensamblaje y enrutamiento.

  

¿De verdad les importa dónde está la capa de poder, o simplemente quieren que el suelo esté abajo?

Acaban de pedir que el suelo esté en la parte inferior. Por eso consideré la pila alternativa (señal superior, potencia, señal, tierra).

  

El grafito es eléctricamente conductor. Si tus vías no están completamente llenas de tiendas de campaña, estarás en un mundo de problemas.

También estoy muy preocupado por eso. Además, si no borro completamente el área de los rastros de la señal, simplemente estoy confiando en el aislamiento dado por la máscara de soldado, que se puede rascar fácilmente.

    
pregunta FlyerDragon

2 respuestas

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Una configuración diferente de PCB no importará si:

1) No es importante cambiar la capacitancia del suelo a un plano determinado. (y también efectos de línea de transmisión). Es 'práctico' tener el plano de tierra en el medio porque le está dando a la mayoría de los aviones una pequeña capacitancia parásita de la capa de tierra. Al enviar el plano de tierra a la capa inferior, la capacitancia al plano de tierra aumenta desde las capas de señal que están en la parte superior. La inductancia de la traza de PCB aumenta cuanto más lejos está del suelo, lo que afecta principalmente a los circuitos de alta velocidad.

FiguradeIngenieríadeCompatibilidadElectromagnéticaporHenryWOtt

2)Lacorrientederetornoseconserva,recuerdequeelplanodetierratransportalacorrientederetorno.Siseintercambianlosplanos,nocoloque ranuras en el plano de tierra si se mueve hacia la parte superior capa. Eso cambiará el rendimiento del plano de tierra y podría darle más problemas de EMI y problemas de modo común de las corrientes de retorno que tienen que correr "alrededor" de las ranuras en el plano de tierra.

Noparecequeestoseaalgodifícildehacerensucasosinotienerequisitosdealtavelocidaduotroscircuitosanalógicossensiblesquetenganrequisitosderuido.Sitienecircuitossensibles,puedetomarundiseñomáscreativo.

Aquíhayunabuenalecturaen stackups regulares

Tenga en cuenta que existen otras opciones para la gestión térmica, como cambiar a un mayor peso de cobre o disipadores de calor. Los planos de potencia también se pueden usar para la gestión térmica en algunos casos O si tiene el espacio en varias capas, use tantas capas como pueda. He usado varias capas en el pasado pero no tengo requisitos estrictos de soldadura.

    
respondido por el laptop2d
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No es una buena idea mantener dos capas de señal consecutivas. Porque crea interferencias / interferencias en las líneas de señal.

En el peor de los casos, si desea colocar capas de señal consecutivas, debe colocar las líneas de señal perpendiculares entre sí en esas capas.

    
respondido por el Kumar Satyam

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