Forum: Platinen Lagenzuordnung 6-lagige Platine


von Rem U. (rem_user)


Lesenswert?

Hallo,

spricht etwas gegen diesen Lagenaufbau?

1 - Signal und SMD-Bauteile
2 - V+ supply plane
3 - Signal
4 - GND plane
5 - Signal
6 - V- supply plane

Die Versorgungslagen sollen die Signallagen abschirmen.
Es handelt sich um Messelektronik mit vielen OpAmps und 18 Bit 
AD-DA-Wandlern bis 10 KHz Signalbandbreite.

Dass man an die Innenlagen nicht mehr rankommt um mal eine Leiterbahn 
durchzukratzen ist mir klar.

Die Platine ist 30cm * 30cm groß und könnte sich vielleicht verziehen 
weil die drei Vollkupferlagen nicht symmetrisch angeordnet sind. Aber 
eine symmetrische Anordnung für V+, GND, V- ist in 6 Lagen ja gar nicht 
möglich. Bei 4 Vollkupferlagen würden nur noch 2 Signallagen übrig 
bleiben, das reicht nicht zum Routen.

Danke schonmal für's Feedback.

von Georg (Gast)


Lesenswert?

Rem User schrieb:
> eine symmetrische Anordnung für V+, GND, V- ist in 6 Lagen ja gar nicht
> möglich

Wenn du meinst, dann musst du das halt probieren, wenn die Platinen 
krumm sind hast du Pech gehabt. Dann hast du die Wahl zwischen krummen 6 
Lagen oder ebenen 8 Lagen. Kommt natürlich auch auf die Grösse der LP 
an.

Georg

von Frank K. (fchk)


Lesenswert?

Wenn Du Blind Vias machen kannst, sollte Ground auf Layer 2 kommen. Dann 
durchlöcherst Du nicht das gesamte Board und kannst auf 3 und 5 besser 
routen.

von Rem U. (rem_user)


Lesenswert?

Guter Hinweis. Ist zwar jetzt bei dem Layout noch nicht relevant, aber 
vielleicht in Zukunft.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Georg schrieb:
> Kommt natürlich auch auf die Grösse der LP an.

Die liegt mit 300x300mm doch schon fest.

Rem User schrieb:
> Die Platine ist 30cm * 30cm groß

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Rem User schrieb:
> 1 - Signal und SMD-Bauteile
> 2 - V+ supply plane
> 3 - Signal
> 4 - GND plane
> 5 - Signal
> 6 - V- supply plane
>
> Die Versorgungslagen sollen die Signallagen abschirmen.

Es ist mit Sicherheit keine Gute Idee die Signallagen in eine 
Stromschleife (Spule mit einer Windung) einzusetzen. Diese Schleife ist 
V+ plane und der passende Rückstrompfad (GND plane). Und genau da willst 
du deine empfindlichen Signale reinlegen? Damit wirst du nicht 
glücklich.

Wenn du der Meinung bist, dass diese Signale unbedingt so geschirmt sein 
müssen, dann würde ich mir eher ein Schirmblech überlegen. Irgendwo 
müssen die Signale ja doch sowieso auf TOP oder BOTTOM rauskommen. Wenn 
der Rest geschirmt ist, wird halt an diesen Stellen Ein- bzw. 
Ausgekoppelt. Ich halte nicht viel von "Schirmen in der Platine". Wenn 
du sowas machst, dann solltest du mehr Lagen wählen und dafür sorgen, 
dass deine Signallage zwischen 2 GND Planes liegt. Allerdings musst du 
darauf achten, dass die eine Lage keinen Rückstrompfad für eine 
Versorgungslage (V+ plane) bildet. Also verhindern, dass das Signal von 
einem Strompfad umschlungen wird.

von Rem U. (rem_user)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Es ist mit Sicherheit keine Gute Idee die Signallagen in eine
> Stromschleife (Spule mit einer Windung) einzusetzen. Diese Schleife ist
> V+ plane und der passende Rückstrompfad (GND plane).

OK, das war mir nicht bewusst. Danke für den Hinweis. Ich hatte mal 
gelesen, dass man die supply planes zur Abschirmung verwenden kann und 
fand die Idee an sich gut.

Die Schirmung ist nicht unbedingt notwendig.

Wie würde ein guter Lagenaufbau dann aussehen?

Variante B: (mit GND auf Layer 2)

1 - Signal und SMD-Bauteile
2 - GND plane
3 - V+ supply plane
4 - V- supply plane
5 - Signal
6 - Signal

Variante C:

1 - Signal und SMD-Bauteile
5 - Signal
3 - V+ supply plane
2 - GND plane
4 - V- supply plane
6 - Signal

von Georg (Gast)


Lesenswert?

Rem User schrieb:
> Ich hatte mal
> gelesen, dass man die supply planes zur Abschirmung verwenden kann

Das wird auch oft so gemacht, setzt aber voraus, dass Vcc 
wechselstrommässig gleich GND ist, d.h. dass beide Lagen durch 
ausreichend viele und sorgfältig platzierte Stützkondensatoren verbunden 
sind, was einige Erfahrung mit Hispeed-Schaltungen voraussetzt.

Für digitale Schaltungen ist das unter dieser Voraussetzung ausreichend, 
für analoge eher nicht, da hier auch kleinste Einstreuungen stören, die 
bei Digitalsignalen unter den Tisch fallen. Da sollte man zur 
Abschirmung nur echte und durch Vias verbundene GND-Flächen benutzen. 
Für die Signale wäre Pseudo-Coax zu empfehlen, aber das wird i.d.R. zu 
aufwendig.

Georg

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Waere es allenfalls moeglich die Speisung als Spilt Plane auszufuehren ?
Also eher :

Signal und Bauteile
GND
Power
Signal
GND
Signal

Wobei die innere Signalplane nur trivialst Verbindungen haben darf. Ich 
will Signal Planes debuggen wollen. Und Blind- & Burried Vias sollte man 
vergessen, da schwer zu debuggen und viel zu teuer.

von Christian B. (luckyfu)


Lesenswert?

was sind denn Signal planes?

von Georg (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

Signallagen aussen: bei digitalen Hispeed-Signalen ergibt eine 
darunterliegende GND-Lage (wie bei Microstrip) einen ähnlichen 
Abschirmeffekt wie eine darüberliegende, daher ist diese Konfiguration 
recht beliebt. Das gilt jedoch NICHT für analoge niederfrequente 
Signale.

Du hast also die Wahl zwischen Debuggen und Schirmen. Allerdings debuggt 
man normalerweise nur sehr kurz, während die Schirmung ewig wirkt.

Georg

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.