4 परतें पीसीबी स्टैक - (सिग्नल, सिग्नल, पावर, ग्राउंड)


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मैंने एक प्रोजेक्ट के लिए एक बोर्ड विकसित किया है और जो कंपनी इसे प्लग करने योग्य मॉड्यूल में इकट्ठा करने जा रही है, उसने मुझसे केवल एक अजीब संशोधन पूछा है।

वर्तमान में यह एक 4 लेयर बोर्ड है : टॉप सिग्नल, ग्राउंड, पावर, बॉटम सिग्नल। सुंदर मानक।

वे चाहते हैं कि मैं नीचे सिग्नल लेयर के साथ ग्राउंड प्लेन को स्वैप करूं । इस तरह वे एक पतली ग्रेफाइट परत के साथ ग्राउंड प्लेन में आसानी से मैकेनिकल केस (जिसमें एक बड़ा हीटसिंक) से संपर्क कर सकते हैं। वे कुछ महत्वपूर्ण घटकों की गर्मी लंपटता को सुधारने का लक्ष्य रखते हैं, पहले से ही उजागर हुए घटक के माध्यम से जमीन के विमान से संपर्क करते हैं।

मैं यह पता लगाने की कोशिश कर रहा हूं कि यह एक बुरा विचार है या नहीं। यहाँ मेरे विचार हैं:

  1. बोर्ड में रूट किए गए सिग्नल एचएफ, 10 मेगाहर्ट्ज नहीं हैं, और बोर्ड में कोई चौकोर घड़ी नहीं हैं।
  2. कुछ संकेतों के सबसे तेज किनारों में कुछ उम का समय होता है और एक अलग बोर्ड से कनेक्टर के माध्यम से आते हैं, इसलिए वे संभवतः कनेक्टर परजीवी समाई द्वारा पहले से ही फ़िल्टर किए जाएंगे।
  3. सिग्नल परतों से अब तक संदर्भ परतें होने के बाद वापसी पथ के लिए एक बुरा विचार है। एक बेहतर स्टैक हो सकता है: (टॉप सिग्नल, पावर, सिग्नल, ग्राउंड)।
  4. दूसरी ओर, उन महत्वपूर्ण घटकों (कुछ बहुत कम शोर टीआईए) के संदर्भ विमानों से दूरी बढ़ाना परजीवी इनपुट समाई (वर्तमान में लगभग 0.5pF) को कम कर देता है, इस प्रकार टीआईए कॉन्फ़िगरेशन के आउटपुट शोर को कम करता है।

आपके विचार क्या हैं?


आपकी टिप्पणियों के कुछ उत्तर:

क्या केवल नीचे की परत पर बहुभुज डालना संभव होगा?

यह हो सकता है, लेकिन एक क्षेत्र में संकेतों का एक गुच्छा होता है जिसे फिर से चालू नहीं किया जा सकता है। चूंकि ग्रेफाइट प्रवाहकीय है, इसलिए मैं केवल शॉर्ट सर्किट से बचने के लिए सोल्डरमास्क पर निर्भर रहूंगा, वीआईएस पर अलगाव एक समस्या हो सकती है (मैं टेंट विअस का उपयोग नहीं कर सकता)।

क्या सिग्नल की परतें जमीन से भर गई हैं?

वर्तमान में नहीं। मुख्य रूप से टीआईए के आधार पर इनपुट समाई को कम करने के लिए, लेकिन कुछ क्षेत्र हैं जिन्हें मैं निश्चित रूप से भर सकता हूं।

क्या गर्म घटकों को पीसीबी के नीचे ले जाया जा सकता है?

नहीं, वे अन्य असेंबली और रूटिंग बाधाओं के कारण शीर्ष परत पर होना चाहिए।

क्या वे वास्तव में परवाह करते हैं कि बिजली की परत कहां है, या क्या वे नीचे की तरफ जमीन चाहते हैं?

उन्होंने सिर्फ जमीन के तल पर रहने के लिए कहा। इसलिए मैंने वैकल्पिक स्टैक (टॉप सिग्नल, पावर, सिग्नल, ग्राउंड) पर विचार किया।

ग्रेफाइट विद्युत प्रवाहकीय है। यदि आपका वीआईएस पूरी तरह से तनावपूर्ण / भरा नहीं है, तो आप समस्याओं की एक पूरी दुनिया में होंगे।

मैं भी उस बारे में बहुत चिंतित हूं। इसके अलावा, अगर मैं सिग्नल निशान से क्षेत्र को पूरी तरह से साफ नहीं करता हूं, तो मैं सिर्फ सोल्डरमास्क द्वारा दिए गए अलगाव पर निर्भर हूं, जिसे आसानी से खरोंच किया जा सकता है।


मेरा मानना ​​है कि बदलाव से काम चल सकता है। यदि बोर्ड का डिज़ाइन पूरा हो गया है और इस बदलाव के लिए कहा जा रहा है, तो इसका मतलब है कुछ पुन: डिज़ाइन जो आपके शेड्यूल और विकास लागत को प्रभावित करते हैं। मुझे आश्चर्य है कि अगर स्टैक-अप को बदलने के बजाय, क्या यह संभव होगा कि नीचे की परत पर केवल जमीन के पॉलीगनों को जोड़ा जाए जो कि हीटसिंक से संपर्क करने के लिए तैनात हैं? यह एक कम नाटकीय बदलाव हो सकता है, हालांकि आपके डिज़ाइन को देखे बिना यह कहना मुश्किल है।
स्मिथ

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यह एक असममित स्टैक बनाने की संभावना है; शायद रिफ्लेक्स प्रक्रिया में अत्यधिक धनुष और मोड़ होगा (यह मानते हुए कि यह एक परिष्कृत बोर्ड है)।
पीटर स्मिथ

क्या सिग्नल की परतें जमीन से भर गई हैं? यदि आपके पास सिग्नल-सिग्नल-प्लेन-प्लेन है तो बोर्ड असंतुलित हो जाएगा और विभिन्न थर्मल विस्तार विशेषताओं के कारण पीसीबी निर्माण प्रक्रिया के दौरान ताना मार सकता है।
एंड्रयू

क्या गर्म घटकों को पीसीबी के नीचे ले जाया जा सकता है? इस तरह वे हीट के करीब पहुंच जाते हैं और थर्मल प्रतिरोध कम होता है।
चैंड्रिक्स

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@ मैके: यदि आप जीएनडी शून्य क्षेत्रों के साथ भरकर सिग्नल लेयर्स पर कॉपर को संतुलित करते हैं, तो आप इसे स्वीकार्य नहीं कर सकते। लेकिन अगर आपके पास बहुत सारे सिग्नल निशान हैं, तो तांबा भरना मुश्किल होगा। तो यह डिजाइन पर निर्भर करता है। इस पर फैब हाउस के साथ चर्चा होनी है।
zeqL

जवाबों:


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एक अलग पीसीबी विन्यास कोई फर्क नहीं पड़ेगा अगर:

1) जमीन से दिए गए समतल में समाई को बदलना कोई मायने नहीं रखता है। (और भी ट्रांसमिशन लाइन प्रभाव)। जमीनी विमान को बीच में रखना 'आसान' है क्योंकि आप अधिकांश विमानों को जमीन की परत पर एक छोटा परजीवी समाई दे रहे हैं। ग्राउंड प्लेन को नीचे की परत पर भेजकर, ग्राउंड प्लेन की कैपेसिटी को सिग्नल लेयर्स से बढ़ाकर ऊपर की तरफ किया जाता है। पीसीबी ट्रेस के इंडक्शन को और बढ़ाया जाता है, यह जमीन से होता है जो मुख्य रूप से हाई स्पीड सर्किट को प्रभावित करता है।

यहां छवि विवरण दर्ज करें हेनरी डब्ल्यू ओट द्वारा विद्युत चुम्बकीय संगतता इंजीनियरिंग से चित्रा

2) रिटर्न करंट संरक्षित है, याद रखें ग्राउंड प्लेन रिटर्न करंट को वहन करता है। यदि विमानों की अदला-बदली होती है, तो जमीनी विमान में स्लॉट्स न डालें यदि इसे शीर्ष परत पर ले जाया जाता है। यह ग्राउंड प्लेन के प्रदर्शन को बदल देगा और आपको ग्राउंड प्लेन में "इधर-उधर" स्लॉट चलाने के लिए वापसी की धाराओं से अधिक ईएमआई समस्याएं और सामान्य मोड समस्याएं दे सकता है। यहां छवि विवरण दर्ज करें

अगर आपके पास उच्च गति की आवश्यकताएं नहीं हैं या अन्य संवेदनशील एनालॉग सर्किट हैं जिनकी शोर आवश्यकताएं हैं, तो यह आपके मामले में ऐसा करना मुश्किल होगा। यदि आपके पास संवेदनशील सर्किट हैं, तो यह अधिक रचनात्मक लेआउट ले सकता है।

यहाँ नियमित स्टैकअप पर एक अच्छा पढ़ा है

एहसास करें कि थर्मल प्रबंधन के लिए अन्य विकल्प हैं, जैसे तांबे या हीट सिंक के उच्च वजन पर स्विच करना। पावर विमानों का उपयोग कुछ मामलों में थर्मल प्रबंधन के लिए भी किया जा सकता है या यदि आपके पास कई परतों पर जगह है, तो जितनी हो सके उतनी परतों का उपयोग करें। मैंने अतीत में कई परतों का उपयोग किया है, लेकिन मेरे पास कठोर टांका लगाने की आवश्यकता नहीं है।


दूर का। दो ऊपरी परतों के बीच ~ 4.63mil और दो मध्यम परतों के बीच ~ 38mil (निर्माता पर dep) है जो 117um और 960um की दूरी से मेल खाती है। सी=ε0εआर कहाँ पे ε0=8.854-12 तथा εआर=4.4 (निर्माता पर भी चित्र) =144-6। मुझे 144cm ^ 2 बोर्ड और बाहरी सबसे परतों के बीच 6pF के लिए बाहरी विमानों के बीच 48pF मिलता है। इन विमानों के क्रम में समाई से फर्क पड़ता है। इससे अधिक कि आपसी प्रेरण और ट्रांसमिशन लाइन प्रभाव भी आदेश पर फर्क पड़ेगा, शायद ओपी के लिए नहीं
वोल्टेज स्पाइक

डी'ओह, कोई बात नहीं, मेरी शक्तियों को गलत पाया, गलत तरीके से एनएफ को पीएफ के रूप में। शाम को गणित करने में परेशानी!
टॉम कारपेंटर

कोई चिंता नहीं, सेमी ^ 2 हमेशा मुझे मिलता है, मैं आमतौर पर इसे मी ^ 2 में बदल देता हूं
वोल्टेज स्पाइक

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लगातार दो सिग्नल लेयर रखना इसका अच्छा विचार नहीं है। क्योंकि, यह सिग्नल लाइनों में क्रॉस टॉक / हस्तक्षेप बनाता है।

सबसे खराब स्थिति में अगर आप लगातार सिग्नल लेयर्स रखना चाहते हैं, तो आपको उन लेयर्स में एक दूसरे के लिए सिग्नल लाइनों को लंबवत रखना चाहिए।

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