¿El mejor apilamiento posible con una PCB de cuatro capas?

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Estoy diseñando un PCB de 4 capas y sé que la pila estándar es

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

(GND y VCC se pueden cambiar según la capa con más señales)

El problema es que realmente no quiero conectar todos los pines de tierra a través de vías, ¡hay demasiados de ellos! quizás porque no estoy acostumbrado a los PCB de 4 capas, de todos modos, he leído un consejo por Henry W. Ott acerca de una pila diferente

  1. GND
  2. Señales
  3. Señales
  4. GND

(donde la potencia se está enrutando con amplias trazas en los planos de señal)

Según él, este es el mejor apilamiento posible con una PCB de cuatro capas, por las siguientes razones:

1.Las capas de señal son adyacentes a los planos de tierra.

2.Las capas de señal están estrechamente acopladas (cerca) a sus planos adyacentes.

3.Los planos de tierra pueden actuar como escudos para las capas de señal internas. (Creo que esto requiere costura?)

4.Los planos de tierra múltiples disminuyen la impedancia de tierra (plano de referencia) de la placa y reducen la radiación de modo común. (Realmente no entiendo este)

Un problema es la conversación cruzada, pero realmente no tengo ninguna señal en la tercera capa, así que no creo que esa conversación sea un problema con esta acumulación, ¿estoy en lo cierto? ?

Nota: la frecuencia más alta es 48MHz, también hay un módulo wifi en la placa.

    
pregunta mux 16.09.2012 - 17:30

4 respuestas

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Te odiarás a ti mismo si acumulas el número dos;) Tal vez sea duro pero será una PITA que replantee un tablero con todas las señales internas. No tengas miedo de las vías tampoco.

Veamos algunas de sus preguntas:

  

1.Las capas de señal son adyacentes a los planos de tierra.

Deja de pensar en planos terrestres y piensa más en planos de referencia. Una señal que se ejecute sobre un plano de referencia, cuya tensión pasa a estar en VCC, aún retornará sobre ese plano de referencia. Por lo tanto, el argumento de que, de alguna manera, hacer que su señal se ejecute a través de GND y no VCC es mejor es básicamente inválido.

  

2.Las capas de señal están estrechamente acopladas (cerca) a sus planos adyacentes.

Vea el número uno. Creo que el malentendido acerca de que solo los planos GND que ofrecen una ruta de retorno conduce a este error. Lo que desea hacer es mantener sus señales cerca de sus planos de referencia y con una impedancia correcta constante ...

  

3.Los planos de tierra pueden actuar como escudos para las capas de señal internas. (Creo que esto requiere costura?)

Sí, podrías intentar hacer una jaula como esta, supongo, para tu tablero obtendrás mejores resultados manteniendo tu traza a la altura del avión lo más baja posible.

  

4.Los planos de tierra múltiples disminuyen la impedancia de tierra (plano de referencia) de la placa y reducen la radiación de modo común. (Realmente no entiendo este)

Creo que tomaste esto para significar que entre más gnd planos tenga, mejor no es el caso. Esto me suena como una regla de oro rota.

Mi recomendación para tu tablero, basada solo en lo que me has dicho, es hacer lo siguiente:

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

Asegúrate de desacoplarlo correctamente.

Luego, si realmente quieres meterte en esto, ve a Amazon y compra ya sea un diseño digital de alta velocidad del Dr. Johnson, un manual de magia negra, o tal vez la integridad de la señal y el poder de Eric Bogatin simplificada. Léelo amor, vívelo :) Sus sitios web también tienen una gran información.

¡Buena suerte!

    
respondido por el Some Hardware Guy 16.09.2012 - 19:10
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No hay tal cosa como LA mejor capa de pila. Si lees con cuidado, se dice que la acumulación de bases en las capas externas es la mejor desde la perspectiva de EMC.

Aunque no me gusta esa configuración. En primer lugar, si su placa utiliza componentes SMT, tendrá muchas más interrupciones en sus aviones. En segundo lugar, cualquier depuración o modificación será prácticamente imposible.

Si necesita usar una configuración de este tipo, está haciendo algo terriblemente mal.

Además, no hay nada de malo en usar vias para la conexión a tierra. Si necesita disminuir la inductancia, simplemente coloque más vías.

    
respondido por el Armandas 16.09.2012 - 18:00
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"mejor" depende de la aplicación. Realmente hay dos preguntas que abordar en tu publicación

  1. "Convencional" (señales en las capas externas, planos en las capas internas) VS "de adentro hacia afuera" (señales en las capas internas, planos en las capas externas).
    Un tablero de adentro hacia afuera tendrá un mejor rendimiento de EMC pero será mucho más difícil de modificar cuando se dé cuenta de que arruinó el diseño, necesitará más vías, lo que no es excelente desde el punto de vista de la densidad o la integridad de la señal, y si está usando IC Los paquetes cuyo paso de clavija es demasiado pequeño para poner tierra entre las almohadillas, terminan con grandes agujeros en sus planos, lo que tampoco es bueno desde la perspectiva de la integridad de la señal.

  2. dos planos de tierra VS un plano de tierra y un plano de potencia.
    En ambos casos, cuando una señal de alta velocidad cambia el plano de referencia, debe haber una ruta cercana para que la corriente de retorno se mueva entre los dos planos de referencia. Con dos planos de tierra, puede hacerlo con una sola vía conectando los dos planos directamente. Con los planos de tierra y de potencia, la conexión tiene que pasar a través de un condensador que normalmente (suponiendo un apilamiento "convencional") requiere dos vías y un condensador. Eso significa peor integridad de la señal y más área de placa ocupada. Por otro lado, tener un plano de potencia reduce la caída de voltios en su riel de alimentación y libera espacio en sus capas de señal.

respondido por el Peter Green 26.10.2015 - 13:35
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Como dijeron los demás, depende de tu aplicación. Otro stackup que he encontrado útil es

  1. Señales (baja velocidad)
  2. Poder
  3. Señales (impedancia controlada)
  4. GND

Esto mantiene a los dos grupos de señales bien aislados entre sí, proporciona una excelente adaptación de impedancia y me permite descargar calor en el plano de tierra.

    
respondido por el Simon Richter 20.06.2018 - 17:20

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