¿El mejor apilado posible con una PCB de cuatro capas?

Estoy diseñando un PCB de 4 capas y sé que el apilamiento estándar es

1. Señales
2. GND
3. VCC
4. Singals

(GND y VCC pueden cambiarse dependiendo de la capa con más señales)

El problema es que realmente no quiero conectar todos los pines de tierra a través de vías, ¡hay demasiados! tal vez porque no estoy acostumbrado a los PCB de 4 capas, de todos modos, he leído un consejo de Henry W. Ott sobre un apilamiento diferente

1. GND
2. Señales
3. Señales
4. GND

(Donde el poder se enruta con amplias huellas en los planos de señal)

Según él, este es el mejor apilamiento posible con una PCB de cuatro capas, por las siguientes razones:

1. Las capas de señal son adyacentes a los planos de tierra.

2. Las capas de señal están estrechamente acopladas (cerca) a sus planos adyacentes.

3. Los planos de tierra pueden actuar como escudos para las capas de señal internas. (Creo que esto requiere costuras ??)

4. Varios planos de tierra bajan la impedancia de tierra (plano de referencia) de la placa y reducen la radiación de modo común. (Realmente no entiendo este)

Un problema es la conversación cruzada, pero realmente no tengo ninguna señal en la tercera capa, así que no creo que la conversación corss sea un problema con esta acumulación, ¿estoy en lo cierto?

Nota: La frecuencia más alta es de 48MHz, también hay un módulo wifi en la placa.

Te odiarás si apilas el número dos;) Tal vez eso sea duro, pero será un PITA reelaborando una placa con todas las señales internas. No tengas miedo de vias tampoco.

Abordemos algunas de sus preguntas:

1. Las capas de señal son adyacentes a los planos de tierra.

Deja de pensar en planos de tierra y piensa más en planos de referencia. Una señal que se ejecuta sobre un plano de referencia, cuyo voltaje está en VCC, aún regresará sobre ese plano de referencia. Entonces, el argumento de que de alguna manera es mejor que su señal se ejecute sobre GND y no sobre VCC es básicamente inválido.

2. Las capas de señal están estrechamente acopladas (cerca) a sus planos adyacentes.

Ver número uno, creo que el malentendido acerca de solo los aviones GND que ofrecen un camino de retorno conduce a esta idea errónea. Lo que desea hacer es mantener sus señales cerca de sus planos de referencia, y con una impedancia correcta constante ...

3. Los planos de tierra pueden actuar como escudos para las capas de señal internas. (Creo que esto requiere costuras ??)

Sí, podría intentar hacer una jaula como esta, supongo, para su tabla obtendrá mejores resultados manteniendo su rastro a la altura del plano lo más bajo posible.

4. Varios planos de tierra bajan la impedancia de tierra (plano de referencia) de la placa y reducen la radiación de modo común. (Realmente no entiendo este)

Creo que has tomado esto para significar que cuantos más aviones tenga mejor, lo cual no es realmente el caso. Esto me suena como una regla de oro quebrada.

Mi recomendación para su junta basada solo en lo que me ha dicho es que haga lo siguiente:

Capa de señal
(delgado tal vez 4-5mil FR4)
GND
(grosor principal FR-4, quizás 52 mil más o menos dependiendo de su grosor final)
VCC
(delgado tal vez 4-5mil FR4)
Capa de señal

Asegúrese de desacoplar correctamente.

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¡Buena suerte!

No existe el mejor apilamiento de capas. Si lee detenidamente, se dice que el apilamiento con bases en las capas externas es el mejor desde la perspectiva EMC.

Sin embargo, no me gusta esa configuración. En primer lugar, si su placa utiliza componentes SMT, tendrá muchos más descansos en sus aviones. En segundo lugar, cualquier depuración o retrabajo será prácticamente imposible.

Si necesita usar dicha configuración, está haciendo algo terriblemente mal.

Además, no hay nada de malo en usar vias para la conexión a tierra. Si necesita reducir la inductancia, simplemente coloque más vías.

"mejor" depende de la aplicación. Realmente hay dos preguntas para abordar en tu publicación

1. "Convencional" (señales en capas externas, planos en capas internas) VS "de adentro hacia afuera" (señales en capas internas, planos en capas externas).
   Una placa de adentro hacia afuera tendrá un mejor rendimiento de EMC, pero será mucho más difícil de modificar cuando se dé cuenta de que arruinó el diseño, necesitará más vías, lo que no es excelente desde el punto de vista de la densidad o la integridad de la señal y si está utilizando IC paquetes cuyo paso de pin es demasiado pequeño para poner tierra entre las almohadillas y luego terminas con grandes agujeros en tus planos, lo que tampoco es excelente desde una perspectiva de integridad de señal.

2. dos planos de tierra VS un plano de tierra y un plano de potencia.
   En ambos casos, cuando una señal de alta velocidad cambia el plano de referencia, debe haber una ruta cercana para que la corriente de retorno se mueva entre los dos planos de referencia. Con dos planos de tierra, puede hacerlo con una sola vía conectando los dos planos directamente. Con los planos de tierra y de alimentación, la conexión tiene que pasar a través de un condensador que normalmente (suponiendo un apilamiento "convencional") requiere dos vías y un condensador. Eso significa una peor integridad de la señal y más área ocupada. Por otro lado, tener un plano de potencia reduce la caída de voltaje en el riel de alimentación y libera espacio en las capas de señal.

Como dijeron los demás, depende de su aplicación. Otra acumulación que he encontrado útil es

1. Señales (baja velocidad)
2. Poder
3. Señales (impedancia controlada)
4. GND

Esto mantiene los dos grupos de señales bien aislados entre sí, proporciona una excelente adaptación de impedancia y me permite descargar el calor en el plano de tierra.