4层PCB堆叠-(信号,信号,电源,地)


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我已经为一个项目开发了一块板,而打算将其组装在可插拔模块中的公司刚刚问了我一个奇怪的修改。

当前它是一个4层板:顶部信号,接地,电源,底部信号。很标准。

他们要我将接地层与底部信号层交换。这样,他们可以轻松地将机械外壳(具有较大散热片)与带有薄石墨层的接地层接触。它们旨在改善某些关键组件的散热,这些关键组件已经通过组件裸露焊盘与接地层接触。

我试图弄清楚这是否是个坏主意。这是我的注意事项:

  1. 板上路由的信号最多不是HF,最大10MHz,并且板上没有方波时钟。
  2. 某些信号的最快边沿建立时间只有几微米,并通过不同板子的连接器进入,因此它们可能已经被连接器寄生电容过滤掉了。
  3. 对于返回路径,使参考层远离信号层似乎是个坏主意。更好的堆栈可能是:(顶部信号,电源,信号,地线)。
  4. 另一方面,增加那些关键组件(一些非常低噪声的TIA)与参考平面的距离会减小寄生输入电容(当前约为0.5pF),从而降低TIA配置的输出噪声。

你的偏见是什么?


您的评论的一些答案:

是否可以仅在底层添加多边形浇筑物?

可能是,但是一个区域中有一堆无法重新路由的信号。由于石墨是导电的,因此我只能依靠阻焊层来避免短路,过孔的隔离可能是个问题(我不能使用帐篷式过孔)。

信号层是否被地面淹没?

目前没有。主要是为了减少TIA对地的输入电容,但是我确实可以填充一些区域。

高温组件能否移到PCB的底部?

不可以,由于其他组装和布线限制,它们必须位于顶层。

他们实际上在乎电源层在哪里,还是只希望底部接地?

他们只是要求地面是底部。这就是为什么我考虑了备用堆栈(顶部信号,电源,信号,地线)的原因。

石墨是导电的。如果您的通孔没有完全拉紧/填充,您将面临整个问题。

我也很担心。此外,如果我没有从信号迹线中完全清除该区域,那我只是依靠阻焊层提供的隔离,这很容易被划伤。


我相信可以做出改变。如果电路板设计完成并且需要进行此更改,则意味着进行一些重新设计,这会影响您的进度和开发成本。我想知道是否可以不改变堆叠,而只是在底层上放置接触散热器的接地多边形?尽管看不到您的设计,这很难说,但变化不大。
史密斯

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这可能会创建不对称堆栈;可能会在回流焊过程中导致过度的弯曲和扭曲(假设它是回流焊的板)。
彼得·史密斯

信号层是否被地面淹没?如果您具有信号-信号-平面-平面,那么该板将不平衡,并且由于不同的热膨胀特性会在PCB制造过程中翘曲。
安德鲁

高温组件能否移到PCB的底部?这样,它们更靠近散热器,并且热阻更小。
CHendrix

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@mkeith:如果通过填充GND空隙区域来平衡信号层上的铜,则不必做可以接受的事情。但是,如果您有很多信号走线,则铜填充将很困难。因此,这取决于设计。必须与fab house讨论。
zeqL

Answers:


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在以下情况下,不同的PCB配置无关紧要:

1)将电容从接地更改为给定平面并不重要。(以及传输线效果)。将接地层放在中间是很方便的,因为您要给大多数平面一个小的寄生电容到接地层。通过将接地层发送到底层,到接地层的电容会从顶部的信号层增加。PCB走线的电感距离地面越来越远,这主要影响高速电路。

在此处输入图片说明 电磁兼容性工程的图像,作者:Henry W Ott

2)保留返回电流,记住接地层承载返回电流。如果交换了平面,则将其移至顶层时,请勿在接地平面中放置插槽。这将改变接地平面的性能,并可能因必须在接地平面中的“周围”运行的回流电流而给您带来更多的EMI问题和共模问题。 在此处输入图片说明

如果您没有高速要求或其他具有噪声要求的敏感模拟电路,那么听起来就很难做。如果您的电路确实敏感,则可能需要更多的创意布局。

这是有关常规堆栈的很好的阅读

请意识到,还有其他用于热管理的选项,例如切换到重量更大的铜或散热器。在某些情况下,电源层也可以用于热管理,或者如果您在多层上有空间,则可以使用尽可能多的层。我过去使用过多层,但对焊接的要求不严格。


C=ϵ0ϵrAdϵ0=8.854e12ϵr=4.4A=144e6

D'oh,没关系,我的能力错了,将nF误转换为pF。晚上做数学的麻烦!
汤姆·卡彭特

不用担心,cm ^ 2总是可以得到我,我通常现在将其立即转换为m ^ 2
Voltage Spike

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保持两个连续的信号层不是一个好主意。因为这会在信号线中产生串扰/干扰。

在最坏的情况下,如果要放置连续的信号层,则应在这些层中将信号线彼此垂直放置。

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