Здравствуйте!

Подскаите пожалуйста как в многослойной печатной плате рассчитать площадь полигонов питания?, исходя из расчета 1мм2 = 5А?, и как располагать полигоны питания, опорные слои по отншению к диф и сингл-эендед?

Заранее благодарен!

В общем да, ключевой вопрос это плотность тока.
Чтобы плата не грелась консервативное значение плотности тока 30A/mm2 для внешних слоев, 20A/mm2 для внутренних слоев.
И тут речь идет не о площади по поверхности, а поперечное сечение полигона, потому что именно оно, поперечное сечение важно.
Собственно площадь полигона для прохождения тока играет малую роль.
Пример расчета. Ток=10A, толщина меди на внутреннем слое 35мкм, слеодвательно расчет будет такой
10A = 20A/mm2* (W*0.035), где W = ширина полигона в самом узком месте на пути от источника к приемнику тока.
W = 10/(20*0.035) = 14mm это минимальная ширина полигона на внутреннем слое для 10А.

Правильнее использовать программы моделирования, такие как Sigrity или Hyperlynx для того чтобы оперативно работать с полигонами сложной формы. Но в общем случае расчет выше точно решит Ваши проблемы.

Теперь по диффпарам и сигнальным трассам. Опять же консервативный вариант, это диффпары всегда располагать только внутри или над слоями GND.
Питание всегда отдельно и только отдельно от скоростных цепей или цепей с импедансом, таких как диффпары.
Чтобы работать с питанием нужна подготовка, если ее нет, то просто не вести скоростные сигналы над питанием.

Пример. плата 4 слоя.
Верхний слой скоростные трассы, низкоскоростные трассы.
Второй слой GND.
Третий слой Питание.
Четвертый слой, низкоскоростные трассы.

Плату в 6 слоев для скоростных трасс и диффпар применять осторожно, использовать наибольший зазор между слоями
3 и 4 так как применяется сдвоенная stripline. Новичкам применять с осторожностью для скоростных дизайнов, лучше
уйти на 8 слоев.

Пример. плата 6 слоев.
Верхний слой скоростные трассы, низкоскоростные трассы.
Второй слой GND.
Третий слой скоростные трассы
Четвертый слой низкоскоростные трассы
Пятый слой Питание
Шестой слой низкоскоростные трассы.


Плата 8 слоев.
Верхний слой скоростные трассы, низкоскоростные трассы.
Второй слой GND
Третий слой скоростные трассы
Четвертый слой GND
Пятый слой PWR (Питание)
Шестой слой низкоскоростные трассы
Седьмой слой GND
Нижний слой слой скоростные трассы, низкоскоростные трассы.

Как вариант, для трасс с тактовой выше 5GHz (10GBps) можно поменять слой 3,4,5,6 зеркально, чтобы учесть via stub и избежать back drilling
Но в 99% случаях вообще и в 100% для Вас это неактуально. На всякий случай привожу.

Плата 8 слоев.
Верхний слой скоростные трассы, низкоскоростные трассы.
Второй слой GND
Третий слой низкоскоростные трассы
Четвертый слой PWR (Питание)
Пятый слой GND
Шестой слой скоростные трассы
Седьмой слой GND
Нижний слой слой скоростные трассы, низкоскоростные трассы.

Как справедливо заметили выше толщина меди играет определяющую роль, вместе с этим хотелось бы уточнить следующее:

1)

Указанная цифра- это цель или референсное значение? Откуда она получена?

2)

Как вы понимаете существует возможно сделать фигур имеющих одинаковую площадь- тут более уместно говорить о расстояние между источником и потребителем(прикидка уровня "пад-пад" сойдет), очевидно из-за как минимум омических потерей на расстоянии(а на высоких частотах не только омических). На какое расстояние вы хотите тянуть питание, и сколько надо потребителям?

3)

Можете конкретизировать вопрос? Какой у вас стек платы?



не грелась- совсем или в диапазоне неких значений? При каких условиях получены эти цифры?



А почему позвольте спросить.

1.vvvv - А как получено что по внешним слоям 30A/mm2??? Осажденный слой меди он рыхлый, это не катаная плотная медь. Подскажите как получить такое значение.
2. По диф трассам и высокоскоростным сигналам - там должна быть своя опорная поверхность для каждого слоя сигналов, относительно которой расчитывается волновое сопротивление. Считается, что земля более чистая в плане шума, чем слой питания. Проведение сигнальной линии через разрыв полигона следует избегать. Опять же, если сигнальный слой располагается над сигнальным слоем - есть межслойная наводка сигнала на сигнал, все это надо учитывать. В современной схемотехнике типа DDR3 это критично. Очень хорошо это помогает понять симулирование платы в Hyperlinx.
3. Ни кто не отменял размещение слоя питания через минимальный препрех (2x) и слоя земли с целью получения распределенной емкости при разводке питания.
4. Есть ситуации когда надо отвести значительное тепло от ИМС. Тут может помочь несколько толстых внутренних слоев меди (земля или питание).
Я все это к тому, что под решаемую задачу надо выбирать стек печатной платы, универсальных стеков как учит VVVV не существует, все же головой надо думать, а не вестись на рекомендации производителя печатных плат....

Соглашусь. Постановка вопроса слишком общая. Такой же общий ответ потянет на объёмный том.
addi, опишите Ваш проект хотя бы в общих чертах, тогда можно будет что-то посоветовать.

Там оба сорта меди, и катанная и "рыхлая"... первый раз такое определение для осажденной меди встречаю В итоге суммарная толщина больше, чем для такой же базовой меди на внутреннем слое. Ну и тепло понемногу отводится от поверхности платы, а не подогревает самое себя как внутри.
Из практики - внешний слой, 3мм/70мкм, 16-17А, около 85 градусов, внутри та же геометрия дала 145 градусов.

Большое спасибо за поддержку!

По поводу платы подробнее:

Питание 3.3В, 2.5, 1.8В
потребление по 3.3 - до 5А
потребление по 2.5 - до 4А
потребление по 1.8 - до 3А
Интерфейсы - DDR2, SpaceWire, LVDS, SRIO, MIL1553, RS-232, UART, RS-485

Откуда взяты такие плотности токов? В ГОСТ http://www.pselectro.ru/upload/u0008.pdf приводятся плотности токов от 100 до 250А на мм^2. Только я никогда не понимал что там считают допустимым превышением температуры.
Я пользуюсь вот этим калькулятором для рассчета ширины http://circuitcalculator.com/wordpress/200...dth-calculator/

Бред какой-то. Удельное сопротивление меди 0.018ом*м/мм^2
Для 10мм проводника сечением 1мм2 при токе в 200А мощность будет = 200*200*0.018*0.01 = 7.2W. Не слишком ли много?