4-х шаровий стек PCB - (сигнал, сигнал, потужність, земля)

Я розробив плату для проекту, і компанія, яка збирається зібрати його в модуль, що підключається, щойно запропонувала мені дивну модифікацію.

В даний час це 4-шарова плата : верхній сигнал, земля, потужність, нижній сигнал. Досить стандартний.

Вони хочуть, щоб я замінив площину заземлення нижнім сигнальним шаром . Таким чином вони можуть легко зв’язатися з механічним корпусом (який має великий радіатор) до площини заземлення тонким графітовим шаром. Вони мають на меті покращити тепловіддачу деяких критичних компонентів, які вже контактували з площиною заземлення через прокладений компонент.

Я намагаюся з’ясувати, це погана ідея чи ні. Ось мої міркування:

1. Сигнали, які спрямовуються на плату, не є HF, максимум 10 МГц, а в платі немає годинникових квадратних хвиль.
2. Найшвидші краї деяких сигналів мають час відстояння декілька мкм і проходять через роз'єм з іншої плати, тому вони, ймовірно, вже відфільтровані за допомогою роз'ємів паразитичної ємності.
3. Наявність опорних шарів настільки далеко від шарів сигналу здається поганою ідеєю для шляхів повернення. Кращим стеком може бути: (верхній сигнал, потужність, сигнал, земля).
4. З іншого боку, збільшення відстані від опорних площин цих критичних компонентів (деяких дуже низьких рівнів шуму) знижує паразитичну вхідну ємність (в даний час приблизно на 0,5 пФ), тим самим зменшуючи вихідний шум конфігурації TIA.

Які твої думки?

Деякі відповіді на ваші коментарі:

Чи можна було б просто додати багатокутник виливати на нижній шар?

Це може бути, але є купа сигналів у зоні, яку неможливо перезапустити. Оскільки графіт є електропровідним, я б покладався тільки на паяльну маску, щоб уникнути коротких замикань, ізоляція на випусках може бути проблемою (я не можу використовувати тентовані віаси).

Чи заливаються шари сигналів землею?

В даний час немає. Головним чином, щоб зменшити вхідну ємність до землі ТІА, але я можу точно заповнити деякі області.

Чи можна перенести гарячі компоненти на дно плати?

Ні, вони повинні знаходитися на верхньому шарі через інші обмеження в складанні та маршрутизації.

Чи насправді їм байдуже, де знаходиться шар живлення, чи вони просто хочуть грунту на дні?

Вони просто просили, щоб земля була на дні. Тому я розглядав альтернативний стек (верхній сигнал, потужність, сигнал, земля).

Графіт є електропровідним. Якщо ваші візи не будуть повністю випробувані / заповнені, ви опинитесь у цілому світі проблем.

Мене теж дуже турбує це. Крім того, якщо я не повністю очищую область від сигнальних слідів, я просто покладаюся на ізоляцію, задану паяльною маскою, це можна легко подряпати.

Інша конфігурація друкованої плати не має значення, якщо:

1) Зміна ємності від землі до заданої площини не має значення. (а також ефекти лінії електропередачі). Це "зручно", щоб земна площина була посередині, тому що ви надаєте більшості площин невелику паразитарну ємність до шару землі. Відправляючи площину заземлення до нижнього шару, ємність до площини заземлення збільшується від шарів сигналу, які знаходяться вгорі. Індуктивність сліду ПХБ збільшується, чим далі від землі, що впливає в основному на швидкісні ланцюги.

Малюнок з інженерії електромагнітної сумісності Генрі У Отта

2) Зворотний струм збережений, пам’ятайте, що земна площина несе зворотний струм. Якщо площини поміняються місцями, не кладіть прорізи в площину основи, якщо вона переміщується до верхнього шару. Це змінить працездатність земної площини та може принести вам більше проблем з ЕМІ та загальні проблеми в режимі від зворотних струмів, що мають виконувати "навколо" прорізи в земній площині.

Це не здається, що це буде важко зробити у вашому випадку, якщо у вас немає високих вимог швидкості чи інших чутливих аналогових схем, які мають вимоги до шуму. Якщо у вас є чутливі схеми, це може зайняти більш креативне розташування.

Ось добре читайте на звичайних стеках

Зрозумійте, що існують і інші варіанти термічного управління, наприклад перехід на більшу вагу міді або радіаторів. Лінії електроживлення також можуть використовуватися для управління теплом в деяких випадках АБО якщо у вас є простір на декількох шарах, використовуйте стільки шарів, скільки зможете. У минулому я використовував кілька шарів, але у мене немає жорстких вимог до пайки.

Недоцільно зберігати два послідовних шари сигналу. Тому що це створює перехресні розмови / перешкоди в сигнальних лініях.

У гіршому випадку, якщо ви хочете розмістити послідовні шари сигналів, вам слід розмістити сигнальні лінії перпендикулярно один одному в цих шарах.