Comment concevoir un PCB à deux couches? Comment le PCB à trois couches est-il conçu?
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Du groupe général spécialisé dans les maladies incurables PCB (les quatre groupes ont dépassé 1800 amis, ajoutez le compte WeChat de M. Yang Johnnyyang206, vous pouvez ajouter au groupe): M. Yang, comment concevoir le panneau à trois couches? Je veux d'abord apprendre la carte à trois couches, puis continuer à apprendre plus tard, pour apprendre la carte à dix couches?
Après une analyse simple, M. Yang lui a demandé d'apprendre d'abord une carte à deux couches, puis une carte à huit couches. Parce que la carte à deux couches est spéciale, j'ai écrit un article sur la façon de concevoir la carte à deux couches.
Un talent exceptionnel d'une société de conception de circuits imprimés, le titre est suspendu: une fois conçu une carte à 18 couches, le taux le plus élevé de 25G était un succès unique, et HDI a été fait, etc. Une série d'histoire glorieuse, n'est-ce pas bon de concevoir un simple conseil à deux couches?
Le professeur Yang a répondu: Ce n'est pas nécessairement vrai. La raison pour laquelle nous parlons rarement de conception de cartes à deux couches est que c'est vraiment simple, que le débit du signal n'est pas élevé et que les exigences ne sont pas strictes. Tant qu'il peut être connecté et répondre à DFM, les exigences DFA peuvent fondamentalement passer. Pour les cartes un peu plus compliquées et incertaines, elles passeront à une conception de carte multicouche. Dans une situation réelle, par exemple, il y a une conception de carte DDR3 à deux couches.Les personnes qui ont été avec ZTE Huawei devraient savoir que c'est encore relativement courant. Par exemple, si une carte à quatre couches plus compliquée est remplacée par une conception de carte à deux couches, pouvez-vous toujours vous assurer qu'il n'y a pas de problème avec la conception de la carte à deux couches?
Le professeur Yang pense que pour ceux qui peuvent vraiment comprendre le panneau à deux couches, le panneau multicouche est fondamentalement bien. Les personnes qui peuvent faire des panneaux multicouches peuvent ne pas être en mesure de faire des panneaux à deux couches. Comment concevoir une planche à deux couches, et où sont les points clés et les difficultés?
Difficulté 1: Impossible de bien comprendre le problème de refusion et de l'appliquer dans la conception.
Nous savons un fait: le courant est le flux de charge électrique, et le courant ne peut circuler qu'en boucle fermée; alors nous comprenons le chemin de retour du signal, c'est-à-dire le courant de retour. Le flux de signal va du pilote à la charge le long de la ligne de transmission PCB, puis de la charge au pilote par le chemin le plus court le long de la terre ou de l'alimentation électrique. Chaque signal a un chemin de retour pour former une boucle. Les signaux dans le circuit peuvent être résumés en signaux haute fréquence et signaux basse fréquence, et leurs chemins de retour sont différents: le retour du signal basse fréquence sélectionne le chemin avec l'impédance la plus basse et le retour du signal haute fréquence sélectionne le chemin avec le inductance la plus basse.
Lors de la conception d'une carte multicouche, nous nous préoccupons davantage de l'impédance, de la réflexion, de la diaphonie, de la synchronisation, etc., et ne mentionnons fondamentalement pas le chemin de retour. Tout le monde a-t-il un tel consensus que les cartes multicouches ne mentionnent pas le chemin de retour. Est-ce vrai? En fait, nous mentionnerons certainement le plan de référence lors de la conception de la carte multicouche, et ce plan de référence est fondamentalement un plan avec un GND complet. Ce plan complet fournit un bon chemin de retour de signal pour les basses fréquences ou les hautes fréquences, et il n'y a aucun besoin de considération supplémentaire du tout. Mais précisément pour une carte à deux couches, sans plan de référence GND complet, le chemin de retour devient une clé supplémentaire.
Ensuite, le problème que M. Yang a analysé est de savoir quels problèmes le chemin de retour du signal causera-t-il s'il est trop long ou s'il n'est pas géré correctement? En fait, la théorie de base du PCB est toujours basée sur le champ électromagnétique. Chaque fil et sa boucle sur le PCB forment une boucle de courant. Selon le principe du rayonnement électromagnétique, lorsqu'un courant soudain traverse la boucle de fil dans le circuit, ce sera dans l'espace. Générer des champs électromagnétiques et affecter d'autres fils. C'est ce que nous appelons habituellement le rayonnement, ce qui conduit à des problèmes d'intégrité du signal et des problèmes de CEM.
Difficulté 2: je ne sais pas comment améliorer ou contrôler l’intégrité du signal de la carte à deux couches?
La carte à deux couches n'est-elle pas une carte à faible vitesse, pourquoi devriez-vous envisager l'intégrité du signal? Ce problème se pose parce que tout le monde rencontre une carte légèrement haute fréquence ou complexe avec une conception de carte multicouche.
De nombreux experts seront embarrassés lorsque certains ou certains clients exigent que seule une conception de carte à deux couches soit utilisée. Par exemple, la carte à deux couches de l'interface HDMI, telle que la carte à deux couches de la DDR3, etc.
Le problème d'intégrité du signal de la carte à deux couches, M. Yang veut l'analyser avec des problèmes réels. Regardez l'image ci-dessous
Cette ligne d'horloge, l'extrémité motrice, est transmise à l'extrémité réceptrice à une fréquence de 88,5 MHz. Comme il s'agit d'une carte à deux couches, les traces et l'alimentation passent également à travers la couche inférieure, ce qui fait que le signal d'horloge se croise et se divise cinq fois, alors jetons un coup d'œil au véritable chemin de retour de cette ligne d'horloge.
Comme le montre la figure ci-dessus, le chemin de retour du signal d'horloge fait un long chemin pour atteindre l'extrémité d'entraînement, ce qui pose des problèmes d'intégrité du signal.
De plus, plus la ligne de transmission est longue, plus le chemin de retour du courant est long. Comme le signal est continuellement divisé, le chemin de retour devient plus long. Le sens du courant du conducteur de la ligne de transmission est opposé à celui du chemin de retour, formant un couplage de mode différentiel L'effet est que le flux magnétique s'annule. Si le chemin de retour augmente, la valeur d'inductance augmente et la segmentation croisée constante réduit l'effet de couplage de mode différentiel, qui est sujet aux problèmes EMI.
Maintenant que Maître Yang a ce genre de problème, comment peut-il être amélioré?
S'il n'y a vraiment pas d'espace, en fonction de cette situation de câblage, vous pouvez ajouter un fil de terre GND et ajouter des trous de terre aux deux extrémités de la séparation pour améliorer le chemin de retour du signal d'horloge. Les élèves capables de simuler peuvent essayer de comparer les effets des deux, c'est très évident. En ce qui concerne l'amélioration de l'EMI, certaines mesures peuvent être nécessaires à partir du circuit, ce qui peut être discuté avec l'enseignant EMC Wang.
Quant aux autres problèmes d'intégrité du signal tels que la diaphonie, la gigue, l'ISI, etc., s'ils sont également rencontrés dans une carte à deux couches, cela doit être analysé en détail, donc je n'en parlerai pas ici.
La véritable conception de la carte à deux couches nécessite une combinaison de connaissances en matière d'intégrité du signal, de connaissances en matière d'intégrité de l'alimentation, de connaissances CEM et de simulation spécifique. La conception de la carte à deux couches n'est donc pas simple. Il est basé sur une solide base de théorie de la conception.
Difficulté 3: le câblage est difficile et ne peut pas être pris en compte en même temps
Conception de carte à deux couches Beaucoup de gens ont encore un malentendu sur la conception de carte multicouche. Ne vous inquiétez pas de GND, connectez d'abord le câblage, puis posez directement le plan de masse sur le côté supérieur et le côté bot, puis ajustez-le à terminer la connexion de tous les signaux. Il existe également une base relativement médiocre, entièrement aux dépens du sol, pour terminer la connexion du signal en premier. En fait, ce genre de pensée est mauvaise ou problématique. Pour les projets plus complexes, le câblage de la carte à deux couches est en effet difficile, mais GND ne peut pas être sacrifié. Une fois que le chemin de retour n'est pas géré correctement, le PCB est susceptible d'avoir des problèmes. Surtout les cartes avec des signaux haute fréquence.
Quelle est l'idée de câblage pour la carte à deux couches?
La zone complexe est simple, les signaux sont tous sortis, y compris le sol, et les signaux clés sont prioritaires en premier, vous n'avez donc pas peur de poinçonner pour assurer le reflux. C'est fondamentalement l'idée. Les détails ne sont pas importants. Tout le monde a des habitudes différentes, mais le point final est le même. Concevez une excellente carte à deux couches.
Difficulté 4: Je ne sais pas comment évaluer une conception de carte à deux couches ou une conception de carte à plusieurs couches?
C'est une question délicate. Pour M. Yang, il est plus facile d'évaluer le nombre de couches à utiliser pour concevoir un projet, mais cela peut être plus difficile pour les ingénieurs en matériel novices ou moins professionnels. En bref, les suggestions sont les suivantes. :
1. Tout d'abord, jetez un œil à un article écrit par le professeur Yang avant sur la vitesse élevée? haute fréquence? Articles de conception de cartes multicouches
2. Lorsque vous n'êtes pas sûr, par exemple en vous inquiétant du fait que le câblage ne fonctionnera pas, en vous inquiétant par exemple de la qualité de la conception du panneau à deux couches.
3. Il est impossible de l'envoyer à notre groupe pour consultation.
Faites attention au compte public WeChat: spécialisez-vous dans les maladies intraitables aux PCB (PCBDoctor) pour résoudre diverses maladies insolubles aux PCB rencontrées.
Introduction à la plateforme pour le traitement des maladies réfractaires aux PCB
La plate-forme du groupe WeChat spécialisée dans les maladies réfractaires aux PCB a été fondée par des enseignants de 8 départements. Actuellement, le groupe compte plus de 1 800 amis. Le but est de résoudre diverses maladies insolubles liées aux PCB. Les enseignants du groupe ont leurs propres responsabilités et missions: Il est du devoir et de la mission des enseignants de résoudre diverses maladies incurables des PCB. Étant donné que les huit enseignants sont à temps partiel, ils peuvent parfois ne pas être en mesure de répondre à temps, mais pour les enseignants, ils doivent arriver même s'ils sont en retard. Pour les maladies insolubles qui nécessitent d'être expliquées en profondeur, les huit enseignants prendront le temps de les organiser en articles d'apprentissage pour publication sur le compte public et sur le blog. En plus des huit enseignants qui se spécialisent dans les maladies réfractaires aux PCB, il y a d'autres excellents maîtres dans des domaines connexes dans le groupe. S'ils ont le temps, ils résoudront également les maladies insolubles de tous les amis du groupe.
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