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Forum: Platinen Lagenwechsel bei 4-lagigen Platinen


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von A. G. (grtu)


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Hallo zusammen,

ich komme bei meiner vierlagigen Platine nicht drum herum bei ein paar 
'schnellen' Signalen die Lage zu wechseln, und frage mich ob ich dadurch 
irgendwelche Probleme bekomme. Speziell geht es um den Anschluss eines 
Displays (RGB24, 10MHz, Flankensteilheit ~10ns) bei dem ausgerechnet die 
Clock nicht ohne weiteres ohne Lagenwechsel angeschlossen werden kann. 
An einer anderen Stellen der Platine habe ich ein ähnliches Problem mit 
einer SPI-Schnittstelle. Ich habe mir überlegt an der gleichen Stelle 
die VDD-Lage zu zerschneiden, um neben den Signalen auch die 
Referenzlage GND (in orange) zu wechseln, wie im angehängten Bild 
gezeigt. Leider bin ich noch sehr unerfahren (und mache mir 
wahrscheinlich viel zu viel Stress) und würde nur gerne sichergehen, 
dass sowas nicht zu EMI oder anderen Problemen führen kann die ich 
gerade übersehe. Wäre es besser die restlichen Signale statt der Clock 
auf die andere Lage zu wechseln?

Schöne Grüße,
grtu

von Wühlhase (Gast)


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Also, ICH würde die Lagen nicht zerschneiden.

10ns entsprechen etwa einer Länge von knapp 150cm. Wenn deine Platine 
also nicht gerade groß wie eine Tischplatte ist und die Leiterbahnen 
diese komplett ausnutzen, dann bist du von ernstem Highspeeddesign noch 
ein gutes Stück entfernt.

Ich würde, wie gesagt, keine Lagen zerschneiden.

Sorge lieber dafür, daß deine Leiterbahnen an den Überkreuzungen einen 
rechten Winkel aufweisen, sofern da keine Cu-Lage dazwischen ist. Wenn 
es geht, würde ich Gnd-Pads mit zwei Vias anbinden.
Und wegen den Vias brauchst du dir da auch nicht einscheißen. ;)

Und spitze Winkel wie z.B. zwischen Pad "LCD_B7" und der Leiterbahn sind 
unschön. Das wird dein Layout zumindest in diesem Fall sicher nicht 
unfertigbar machen, den Ätzprozess macht es aber doch schwieriger.

von Christian B. (luckyfu)


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A. G. schrieb:
> Ich habe mir überlegt an der gleichen Stelle
> die VDD-Lage zu zerschneiden, um neben den Signalen auch die
> Referenzlage GND (in orange) zu wechseln, wie im angehängten Bild
> gezeigt.

Mach das nicht! Platziere neben dem Lagenwechsel mechanisch kleine 
(niedrige parasitäre Induktivität, max 1nF Kapazität) Kondensatoren 
zwischen GND und VCC, diese sind für den Rückstrompfad nur kleine 
Widerstände. Ob du VCC oder GND als Referenz für ein Signal nutzt spielt 
erstmal keine Rolle, solange der Rückstrom in der Nähe der Einkopplung 
mitkoppeln kann.

: Bearbeitet durch User
von A. G. (grtu)


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Das Stackup ist von oben nach unten
1: Signal (Rot),
2: GND (im Bild nicht zu sehen),
3: VDD (Orange),
4: Signal (Blau).
In dem Fall wechsel ich von 1 auf 4 und habe in 3 eine zusätzliche 
GND-Fläche gegossen.

Okay, also dann besser entweder einfach die Lagen wechseln, oder 
vorsichtshalber noch Kondensatoren zwischen GND und VDD. Die 
Kondensatoren werden eventuell platztechnisch etwas knapp, da ich mir 
kleiner als 0603 per Hand nicht zutraue (ich habe es allerdings auch 
noch nicht versucht).

Was wären denn die Nachteile die VDD-Fläche mit so einem Stück GND zu 
füllen?

Vielen Dank für die Tips =)

: Bearbeitet durch User
von P. S. (namnyef)


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A. G. schrieb:
> Das Stackup ist von oben nach unten
> 1: Signal (Rot),
> 2: GND (im Bild nicht zu sehen),
> 3: VDD (Orange),
> 4: Signal (Blau).
> In dem Fall wechsel ich von 1 auf 4 und habe in 3 eine zusätzliche
> GND-Fläche gegossen.

Mit diesem nicht sonderlich guten Stackup wird man sich schwer tun eine 
schöne Lösung zu finden.

Besser z. B. diesen Stackup verwenden:
1: Signal + VDD geroutet/geflutet
2: GND
3: GND
4: Signal + VDD geroutet/geflutet

Für jeden Lagenwechsel (oder zumindest bei kritischen Signalen) direkt 
daneben ein GND-Via als Rückpfad für das Signal spendieren und alles 
sollte in Butter sein.
Eine Flankensteilheit von 10ns ist jetzt auch nichts wo man sich 
großartige Sorgen machen muss, wenn die Leitungen nicht gerade länger 
als einen halben Meter sind.

: Bearbeitet durch User
von A. G. (grtu)


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P. S. schrieb:
>
> Mit diesem nicht sonderlich guten Stackup wird man sich schwer tun eine
> schöne Lösung zu finden.
>
> Besser z. B. diesen Stackup verwenden:
> 1: Signal + VDD geroutet/geflutet
> 2: GND
> 3: GND
> 4: Signal + VDD geroutet/geflutet

Ich verstehe nicht ganz was der Vorteil davon ist. In meinem Stackup 
gibt es nur zwei Stellen an denen 'schnelle' oder regelmäßig schaltende 
Signale wie im Bild nicht auf dem oberen Layer aneinander vorbeikommen. 
Dementsprechend ist, wenn ich das wie im Bild mach, an zwei Stellen ein 
kleiner Teil aus dem VDD-Layer geschnitten, sonst ist er vollständig 
gefüllt. Wenn ich das allerdings wie in deinem Vorschlag mache, wären 
sie in unzählige Fragmente auf zwe Layern verteilt, die alle über VIAs 
miteinander verbunden werden müssen. Wäre das nicht viel schlimmer?

von georg (Gast)


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A. G. schrieb:
> Okay, also dann besser entweder einfach die Lagen wechseln, oder
> vorsichtshalber noch Kondensatoren zwischen GND und VDD

Es gelten 2 Grundsätze:

1. Was die Referenzlage ist, bestimmt nicht der Wunsch des Layouters, 
sondern die Physik - und die Signale auf Lage 4 "sehen" VDD als 
Referenz.

2. Wechselt man die Lagen, ist zu prüfen, ob sich auch die Referenz 
ändert - (im Beispiel ja) - dann muss man unbedingt dafür sorgen, dass 
an dieser Stelle auch der Rückstrom die Lage wechseln kann, z.B. durch 
Kondensatoren zwischen GND und VCC ganz nahe beim Signal-Via.

Georg

von Andi (Gast)


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A. G. schrieb:
> Wäre das nicht viel schlimmer?

Den Vorschlag von P.S. würde ich auch ganz hinten einreihen.

Aber genaugenommen sind alle der Lösungen hier nicht optimal.

Der Rückstrom ist bei diesem Lagenaufbau (nicht impedanzdefiniert) 
sowieso ein Kapitel für sich.

6 Lagen wäre der Lagenaufbau der Wahl, aber das will hier wahrscheinlich 
keiner hören ;)

Planes zerschneiden ist schlecht, Leitungen ohne Rückstrom aber auch.
Und nein, VCC als Plane für den Rückstrom funktioniert nur bei einem 
richtigem Lagenaufbau und einer guten Stromversorgung gut.

Trotzdem könnten aber tatsächlich die Lösung von Christian mit den 
Kondensatoren der beste Kompromiss sein. Nimm aber möglichst 0201 oder 
max. 0402.

von Christian B. (luckyfu)


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Andi schrieb:
> Der Rückstrom ist bei diesem Lagenaufbau (nicht impedanzdefiniert)
> sowieso ein Kapitel für sich.

Das hat mit der Impedanz nichts zu tun. Die Signalflanke erzeugt einen 
Hochfrequenten Impuls. Dieser hat automatisch den Gegenpart auf der 
Referenzlage. und folgt dem Signalweg direkt. Wenn man diesen 
Lagensprung, so wie angedacht, durchführt wird der Rückstrom versuchen 
dem Signal zu folgen und sucht sich im schlimmsten Fall einen Weg durch 
einen Abblockkondensator eines Bauteils relativ weit weg. Dadurch 
entsteht eine Leiterschleife die von einem hochfrequenten Strom 
durchflossen wird. Ergo: Das Ding wird eine Störung auskoppeln. Mehrere 
solcher Stellen können dann den Störpegel der Schaltung so weit in die 
Höhe treiben, daß die Schaltung erst in manchen Situationen später 
häufiger nicht wie erwartet funktioniert. Im schlimmsten Fall passiert 
das erst, wenn andere Platinen dazu kommen und Leitungen zwischen ihnen 
vorbeigehen. Je nachdem, wie die dann gelegt sind funktioniert das Gerät 
oder eben nicht.

Wenn das nur diese eine Stelle ist, wird davon voraussichtlich nichts 
passieren. Sauber ist es jedoch dem Rückstrom eine räumlich kurze 
Alternative zu bieten und so jede Leiterschleife so klein als möglich zu 
halten.

von A. G. (grtu)


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georg schrieb:
> Es gelten 2 Grundsätze:
>
> 1. Was die Referenzlage ist, bestimmt nicht der Wunsch des Layouters,
> sondern die Physik - und die Signale auf Lage 4 "sehen" VDD als
> Referenz.

Richtig, aber eben nur wenn auch VDD an dieser Stelle ist.

> 2. Wechselt man die Lagen, ist zu prüfen, ob sich auch die Referenz
> ändert - (im Beispiel ja) - dann muss man unbedingt dafür sorgen, dass
> an dieser Stelle auch der Rückstrom die Lage wechseln kann, z.B. durch
> Kondensatoren zwischen GND und VCC ganz nahe beim Signal-Via.

Genau deswegen hatte ich gedacht, dass es am meisten Sinn macht neben 
dem Signal ebenso die Referenzlage auf die Unterseite zu holen. Dadurch 
hat man doch eine viel geringere Impedanz des Rückstroms als wenn man 
durch zwei Vias und einen Kondensator geht, oder? In high-speed layouts 
mit mehreren GND-Lagen wird das doch genau so gemacht und neben die 
Signal-Vias ein GND-Via gesetzt um auch die Referenzlage zu wechseln. 
Geht es also im Grunde darum, dass es schlecht ist die VDD-Lage zu 
zerschneiden, oder habe ich da einen anderen denkfehler? In Layouts mit 
verschiedenen Versorgungsspannungen sieht man auch oft, dass dafür ein 
Layer benutzt wird, der in verschiedene Bereiche geteilt ist. Solange 
keine Signale direkt über die Grenzen der Bereiche laufen und die ICs 
gut entkoppelt sind, dachte ich, stellt das kein Problem dar.

von Andi (Gast)


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Christian B. schrieb:
> Andi schrieb:
>> Der Rückstrom ist bei diesem Lagenaufbau (nicht impedanzdefiniert)
>> sowieso ein Kapitel für sich.
>
> Das hat mit der Impedanz nichts zu tun.

Du hast natürlich vollkommen recht.
Aber ich wollte damit eigentlich auf etwas anderes hinaus.
Wenn ich einen normalen Lagenaufbau verwende habe ich je nach 
Leiterplattenstärke zwischen Signallage und GND-Plane Abstände von 
300-500um (bei z.b. 4 Lagen).
Bei Impedanzdefinierten Lagenaufbauten liegen Signal- und GND-Planes 
automatisch deutlich näher.
Das ist wichtig, denn:

> Die Signalflanke erzeugt einen
> Hochfrequenten Impuls. Dieser hat automatisch den Gegenpart auf der
> Referenzlage. und folgt dem Signalweg direkt.

Einspruch!
Der Rückstrom ist leider nicht intelligent ;)
Und schon gar nicht hält er sich an die Wunschvorstellungen von uns 
Layoutern ;)

Er sucht sich nicht gezielt die vermeintliche/geplante/gewünschte 
Referenz-Plane aus, sondern schlicht und einfach das nächstliegende 
Kupfer.
Bei normalen Lagenaufbauten (grosser Abstand zur Plane) ist dabei die 
Wahrscheinlichkeit sehr hoch dass dies eine benachbarte Signalleitung 
ist und eben nicht die Plane -> das ist ein Problem.

> Wenn man diesen
> Lagensprung, so wie angedacht, durchführt wird der Rückstrom versuchen
> dem Signal zu folgen und sucht sich im schlimmsten Fall einen Weg durch
> einen Abblockkondensator eines Bauteils relativ weit weg.

Nein, der Rückstrom sucht sich keinen anderen Weg.
Kann er nicht, Autorouting in Echtzeit hat die Physik nicht 
implementiert.
Der Rückstrom ist damit schlicht und einfach unterbrochen.
Sobald er auf Widerstand stößt entsteht eine Störfront die sich 
wellenartig über das angeschlossene Kupfer ausbreitet.

Und wenn diese Störströme nur durch diverse Abblockkondensatoren laufen 
würden, wäre das ja nicht einmal so schlimm.
Wie gesagt, dummer Strom.
Leider durchlaufen diese Störwellen alles was am Kupfer angeschlossen 
ist.
Alle anderen Bauteile wie Prozessoren, Treiber, Receiver und ja auch die 
Stromversorgungsquellen -> Problem.


> Dadurch
> entsteht eine Leiterschleife die von einem hochfrequenten Strom
> durchflossen wird. Ergo: Das Ding wird eine Störung auskoppeln. Mehrere
> solcher Stellen können dann den Störpegel der Schaltung so weit in die
> Höhe treiben, daß die Schaltung erst in manchen Situationen später
> häufiger nicht wie erwartet funktioniert. Im schlimmsten Fall passiert
> das erst, wenn andere Platinen dazu kommen und Leitungen zwischen ihnen
> vorbeigehen. Je nachdem, wie die dann gelegt sind funktioniert das Gerät
> oder eben nicht.
> Wenn das nur diese eine Stelle ist, wird davon voraussichtlich nichts
> passieren.

Genau das ist der springende Punkt.
Jede dieser Störstellen ist für sich betrachtet vernachlässigbar gering 
(Ja nicht einmal so einfach messbar).
Aber die Summe macht es aus.
Und auch die Geometriegrößen.
Deswegen kracht es oft erst dann wenn Kabel oder eben andere Prints 
(Display, Tastatur, ...) angeschlossen werden.


> Sauber ist es jedoch dem Rückstrom eine räumlich kurze
> Alternative zu bieten und so jede Leiterschleife so klein als möglich zu
> halten.

Genau, dies gelingt aber nur wenn man den Abstand zwischen Signalleitung 
und Plane geringer gestaltet als zwischen Signalleitung und 'beliebigem 
anderem Kupfer'.

Naheliegende, nicht unterbrochene Referenz-Planes in Verbindung mit 
entsprechendem Abstand der Signalleitung zu benachbarten 
Kupferstrukturen.
Damit wird der Rückstrom auf die Plane gezwungen -> Gut.

von A. G. (grtu)


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Andi schrieb:
> Wenn ich einen normalen Lagenaufbau verwende habe ich je nach
> Leiterplattenstärke zwischen Signallage und GND-Plane Abstände von
> 300-500um (bei z.b. 4 Lagen).

Ich bestelle bei JLCPCB, da ist der Abstand zwischen den oberen beiden 
und unteren beiden je 100um, zwischen 2 und 3 dann aber 1.3mm.

von Andi (Gast)


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A. G. schrieb:
> Ich bestelle bei JLCPCB, da ist der Abstand zwischen den oberen beiden
> und unteren beiden je 100um, zwischen 2 und 3 dann aber 1.3mm.

Oha, ja das ist ok so.
Die Entwicklung bei den Massen(Pool) Fertigern habe ich scheinbar 
verschlafen - schäm.

Ändert aber nichts am grundlegenden Verhalten der Phsyik, verbessert 
aber die Ausgangslage deutlich.

von A. G. (grtu)


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Andi schrieb:
> Oha, ja das ist ok so.
> Die Entwicklung bei den Massen(Pool) Fertigern habe ich scheinbar
> verschlafen - schäm.
>
> Ändert aber nichts am grundlegenden Verhalten der Phsyik, verbessert
> aber die Ausgangslage deutlich.

Sehr schön! Entschuldige, ich hätte das Stackup mal eher nennen sollen. 
Welche der Optionen würdest Du in diesem Fall dann bevorzugen?

von Andi (Gast)


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A. G. schrieb:
> Welche der Optionen würdest Du in diesem Fall dann bevorzugen?

Es fehlen natürlich auch noch andere Informationen, die auf die 
Strategie Einfluss haben (Was ist sonst noch alles verbaut, Anschlüsse, 
Platinengröße,...)

Aber ansonsten wie schon oben geschrieben:
1) 6 Lagen oder
2) Christians und georgs Vorschläge mit Kondensatoren

Und vergiss nicht die beiden Planes in Abständen von maximal 1cm mit 
Vias zu verkoppeln.

von Wühlhase (Gast)


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Leute, das sind nur 10ns. Zehn Nanosekunden. Und die Signale gehen nicht 
über eine meterlange Zweidrahtleitung raus, sondern an ein Display auf 
derselben Platine. Das ist pulsierender Gleichstrom.

Macht doch den TS nicht verrückter als notwendig.


Muß das Ding später eigentlich durch den EMV-Test? Oder ist das ein 
Studienprojekt o.ä.?

von Andi (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> Macht doch den TS nicht verrückter als notwendig.
>
>
> Muß das Ding später eigentlich durch den EMV-Test? Oder ist das ein
> Studienprojekt o.ä.?

Deswegen hatte ich ja mehr Infos eingefordert ;)

von A. G. (grtu)


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Wühlhase schrieb:
> Muß das Ding später eigentlich durch den EMV-Test?

Ja, dafür würde ich gerne eine CE-Zertifizierung bekommen. Deswegen 
mache ich mich auch etwas verrückt.

Auch wenn es vielleicht in meinem Fall nicht so wichtig ist, aber ich 
verstehe immer noch nicht was der Vorteil von Kondensatoren statt 
zweitem GND als Referenz ist. Im ersten Fall hat man 
Via-Kondensator-Via-Fläche-Via-Kondensator-Via. Im zweiten Fall hat man 
Via-Fläche-Via, was doch eigentlich für jegliche Frequenzen einen 
kleineren Widerstand hat.

: Bearbeitet durch User
von ACDC (Gast)


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Die Frage ist eher, ob 4 mal umgeschlagenes 1 fach Papier reicht....

oder ob es das billige 3Fach mal 2 reicht...

Gibt es eine Formel?

So wie 2 mal Aldi

1 mal Lidl.

4 Mal REWE?

von A. G. (grtu)


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ACDC schrieb:
> Die Frage ist eher, ob 4 mal umgeschlagenes 1 fach Papier
> reicht....
>
> oder ob es das billige 3Fach mal 2 reicht...
>
> Gibt es eine Formel?
>
> So wie 2 mal Aldi
>
> 1 mal Lidl.
>
> 4 Mal REWE?

Soll das lustig sein?

von Wühlhase (Gast)


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A. G. schrieb:
> Auch wenn es vielleicht in meinem Fall nicht so wichtig ist, aber ich
> verstehe immer noch nicht was der Vorteil von Kondensatoren statt
> zweitem GND als Referenz ist. Im ersten Fall hat man
> Via-Kondensator-Via-Fläche-Via-Kondensator-Via. Im zweiten Fall hat man
> Via-Fläche-Via, was doch eigentlich für jegliche Frequenzen einen
> kleineren Widerstand hat.

Ehrlich gesagt - ich verstehe die Idee auch nicht.

Was ich kenne, ist folgendes: Man hat eine Referenzlage und routet dort 
eine Highspeedleitung drüber. Wenn die Lage nun - warum auch immer - 
nicht aus einem Stück, sondern aus mehreren Cu-Flächen unterschiedlichen 
Potentials besteht kann es passieren, daß man jetzt mit seiner 
Leiterbahn über einen solchen Schnitt drüber muß.
Das ist in der Tat unglücklich, da man sich damit eine Schlitzantenne 
baut. Der Rückstrom kann der Leiterbahn in der Tat nicht mehr folgen -> 
Schlitzantenne.
Dieses Problem will man angeblich lösen, indem man beide Cu-Flächen mit 
einem Kondensator verbindet, und dieser sozusagen als HF-Brücke dient.

Ich habe das zwar auch schon von einem EMV-Labormenschen in einem 
Seminar gehört, halte davon aber absolut gar nichts. Denn:

1.
Hat man in solchen Fällen oft auch impedanzkontrollierte Leitungen, die 
sorgsam berechnete und eingehaltene Impedanz macht man sich damit wieder 
zu nichte.

2.
Wenn man Cu-Flächen trennt, dann will man die ja normalerweise getrennt 
haben. Kapazitive Einkopplungen von einem Netz auf ein anderes sind aber 
fast immer unerwünscht. Es rauscht stärker, es koppelt wo man eigentlich 
keine Kopplungen haben will, und wenn man z.B. mit mehreren galvanisch 
getrennten Bezugspotentialen arbeitet versaut eine solche kapazitive 
Kopplung einem ganz sicher den Tag. Netzbrumm in Soundanlagen entsteht 
z.B. auf diese Weise.


In deinem Fall sehe ich aber das Problem nicht, daß man so normalerweise 
löst. Es ist völlig egal, ob die Referenzlage jetzt Vcc oder Gnd ist, du 
kannst grundsätzlich beides nehmen (dein Problem Lagenwechsel erstmal 
außen vor gelassen).

Der Umstand, daß der Rückstrom in der Referenzlage nicht mehr den ohmsch 
direkten Weg nimmt, sondern der Leiterbahn folgt, hat, jedenfalls ist 
das mein gegenwärtiger Stand des Irrtums, hat folgenden Grund: Dieser 
Weg ist der der gringsten Impedanz. Denn: Anderer Weg als Leiterbahn -> 
größere Fläche die vom magnetischen Fluß durchströmt wird -> höhere 
Impedanz.

Zuersteinmal sehe ich nicht, warum der Rückstrom auf der Gndlage nicht 
mehr der Leiterbahn folgen soll, nur weil da noch eine Fläche Cu 
(Vcc-Lage) dazwischen ist. Von etwas Wirbelstrom mal abgesehen, sehe ich 
nicht wie die Vcc-Lage da großen Schaden anrichten soll.

Was ich auch nicht sehe: Warum soll der Rückstrom (Positive Flanke, 
Strom fließt durch die Leiterbahn zum Display und über die Gnd-Lage 
wieder zurück) durch die Vcc-Lage zurückfließen? Ich mutmaße mal, daß 
das Single-Ended-Signale sind, da gibt es keine glavanische Trennung. 
Der Signalstrom fließt durch die Gnd-Anschlüsse des Display wieder 
zurück, ich wüßte nicht warum der Rückstrom durch die Vcc-Lage gehen 
soll.

Und wie bereits gesagt: Es sind nur 10ns. Das ist noch langsam genug bei 
deinen (Von mir war nur vermuteten, aber mal ehrlich: sind die 
Leiterbahnen länger als 20cm?) Längen.

Außerdem: Mal angenommen, der Aufwand (zwei Gnd-Lagen, alle cm mit Via 
verbunden) wäre notwendig, würde deine Schaltung ganz sicher nicht 
funktionieren. Dann würde nämlich das Gehäuse deines ICs zwischen Chip 
und Außenwelt derartige Gnd-Verschleppungen, aka Gnd-Bounce, verursachen 
daß du dir um irgendwelche Funktionen keine Gedanken mehr machen mußt.


Wenn das mein Layout wäre, würde ich folgendes machen: Nagel zwei Vias 
in die Leiterbahnen, wechsle die Lage, und fertig. Die üblichen 
Kondensatoren zwischen Vcc und Gnd sind natürlich notwendig, aber ich 
würde da keine weiteren Kapazitäten für Signalströme einbauen. Und ich 
würde bei vier Lagen bleiben, und für Vcc und Gnd auch die inneren Lagen 
nehmen.

Desweiteren würde ich wenigstens die Gnd-Pads mit zwei Vias anbinden. 
Der Footprint sieht etwas wie TQFP aus, das hat schon unschöne 
Impedanzen in der Anbindung, das muß man mit einzelnen Gnd-Vias nicht 
verschlechtern.

Aber wie gesagt - das ist nur meine Meinung, auf der Grundlage meines 
Wissens und Verständnisses. Und ich erhebe keineswegs den Anspruch stets 
Recht zu haben (auch wenn ich mal behaupte mich mehr als viele andere 
Layouter mit dem Thema befasst zu haben), und wenn jemand bessere 
Argumente hat bin ich gespannt.

von Wühlhase (Gast)


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Nachtrag:
Noch ein Wort zum Thema Rückstrom folgt Leiterbahn: Schaut dir einfach 
mal an, wie weit die Signal- von den Gnd-Pads weg sind.

Man sollte diesen Umstand nicht verschlimmern, aber es zeigt halt auch 
das da größerer Aufwand vergebliche Liebesmüh ist.

von Christian B. (luckyfu)


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A. G. schrieb:
> Auch wenn es vielleicht in meinem Fall nicht so wichtig ist, aber ich
> verstehe immer noch nicht was der Vorteil von Kondensatoren statt
> zweitem GND als Referenz ist. Im ersten Fall hat man
> Via-Kondensator-Via-Fläche-Via-Kondensator-Via.

Ich glaube, ich habe das Bild falsch interprätiert:
Wenn der Aufbau so ist:

Signal
GND
VCC
---
und du willst nun unter VCC auch noch Leitungen legen, die von der 
oberen Signalfläche kommen zu folgendem Stack

Signal
GND
GND
Signal wobei das untere GND eine Insel in der VCC Lage ist dann kannst 
du die beiden Flächen mit vias verbinden und alles ist schön.

In dem Bild sieht es so aus, als wenn du die Plane für die kreuzenden 
Signale ausschneidest und diese somit ein Stück durch die "Luft" gehen. 
in dem Fall würde das Verkoppeln mit Kondensatoren sinnvoller sein.

von A. G. (grtu)


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Christian B. schrieb:
> Signal
> GND
> GND
> Signal wobei das untere GND eine Insel in der VCC Lage ist dann kannst
> du die beiden Flächen mit vias verbinden und alles ist schön.

Genau so ist es, freut mich das zu hören. Tut mir leid, dass ich mich 
wohl etwas undeutlich ausgedrückt hatte. Dann haben wir wohl die ganze 
Zeit aneinander vorbeigeredet. Vielen Dank auf jeden Fall!

von J.W. (Gast)


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A. G. schrieb:
> Ich verstehe nicht ganz was der Vorteil davon ist.

A. G. schrieb:
> P. S. schrieb:
>>
>> Mit diesem nicht sonderlich guten Stackup wird man sich schwer tun eine
>> schöne Lösung zu finden.
>>
>> Besser z. B. diesen Stackup verwenden:
>> 1: Signal + VDD geroutet/geflutet
>> 2: GND
>> 3: GND
>> 4: Signal + VDD geroutet/geflutet
>
> Ich verstehe nicht ganz was der Vorteil davon ist.

Ein Vorteil ist, standard 4-Lagenaufbau angenommen, dass du keinen 
fetten Core zwischen Vdd und GND hast (Prepreg zwischen 1-2 bzw. 3-4 ist 
i. d. R. dünner als der Core zwischen 2-3). Der Witz an Versorgungslagen 
ist ja die niedrige Induktivität und die macht man sich mit einem fetten 
Core eben wieder kaputt.
Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit bei einem Lagenwechsel einfach 
mit einer DC-Verbindung (GND-Via) den Rück-Pfad nahe am Hin-Pfad führen 
zu können.
Das ist zwar vielleicht alles akademisch bei 10ns Flankensteilheit und 
den kurzen Distanzen. Aber früher oder später wird man es auch mal mit 
wirklich schnellen Signalen zu tun haben ;)

von georg (Gast)


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J.W. schrieb:
> Der Witz an Versorgungslagen
> ist ja die niedrige Induktivität und die macht man sich mit einem fetten
> Core eben wieder kaputt.

Wie das? Kannst du das vorrechnen?

Georg

von Christian B. (luckyfu)


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J.W. schrieb:
> Ein Vorteil ist, standard 4-Lagenaufbau angenommen, dass du keinen
> fetten Core zwischen Vdd und GND hast (Prepreg zwischen 1-2 bzw. 3-4 ist
> i. d. R. dünner als der Core zwischen 2-3).

Frag doch mal deinen LP Lieferanten nach eben diesem Standardaufbau. Den 
gibt es nämlich nicht. Wenn nichts weiter spezifiziert wird nimmt der LP 
Hersteller die Teile, von denen er am meisten hat bzw. die am billigsten 
sind. IdR wirst du dann einen 1,2mm Kern mit je 2 Prepregs pro Seite 
erhalten. Einen 0,1mm Kern bei einer 4 Lagigen Platine wird man nur auf 
Kundenwunsch fertigen, wenn überhaupt. Das Problem dabei ist nämlich, 
daß man mindestens 2 aber nicht mehr als 3 Prepregs nutzt. 2 Müssen es 
sein, das fordert die IPC, damit auch im Falle eines Prepregfehlers eine 
definierte Isolationsschicht zwischen 2 Kupferlagen vorhanden ist (1). 
Bei mehr als 3 Prepregs indeß kann das Laminat beim Verpressen 
verschoben werden und damit steigt der Ausschuss. das dickste Prepreg 
ist das 7628, was verpresst ca. 180µm hat. Mit 3 davon kommt man somit 
auf 540µm, d.h. mehr als 1,08mm Prepreg gibt es normal nicht. Dann 
bleibt für eine 1,5mm Platine ein Kern von 0,46mm übrig.

(1) Das dünnste Standardprepreg, was jeder Fertiger haben dürfte ist das 
1080, dieses hat verpresst eine ca. Dicke von 69µm. Mindestabstand 
zwischen 2 Lagen dann entsprechend 138µm.

Es gibt auch noch dünnere Prepregs, 104 ist das dünnste mit 38µm, 
Allerdings hat das nicht jeder Fertiger vorrätig.

: Bearbeitet durch User

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