V dnešní době stále kompaktnější trend elektronických výrobků vyžaduje trojrozměrný design vícevrstvých desek plošných spojů. Skládání vrstev však vyvolává nové problémy související s touto perspektivou návrhu. Jedním z problémů je získat pro projekt vysoce kvalitní vrstvené sestavení.

Vzhledem k tomu, že se vyrábí stále složitější tištěné spoje složené z více vrstev, stalo se vrstvení desek plošných spojů obzvláště důležité.

Dobrý návrh stohu desek plošných spojů je nezbytný pro snížení vyzařování smyček desek plošných spojů a souvisejících obvodů. Naopak špatná akumulace může výrazně zvýšit radiaci, která je z bezpečnostního hlediska škodlivá.
Co je to stackup PCB?
Před dokončením konečného návrhu uspořádání navrství vrstvená deska plošných spojů izolátor a měď plošného spoje. Vývoj efektivního stohování je složitý proces. PCB propojuje napájení a signály mezi fyzickými zařízeními a správné vrstvení materiálů desky plošných spojů přímo ovlivňuje její funkci.

Proč potřebujeme laminovat PCB?
Vývoj stackupu PCB je nezbytný pro navrhování účinných desek plošných spojů. Skládání PCB má mnoho výhod, protože vícevrstvá struktura může zlepšit distribuci energie, zabránit elektromagnetickému rušení, omezit křížové rušení a podporovat vysokorychlostní přenos signálu.

Přestože hlavním účelem stohování je umístit více elektronických obvodů na jednu desku prostřednictvím více vrstev, vrstvená struktura desek plošných spojů poskytuje také další důležité výhody. Tato opatření zahrnují minimalizaci zranitelnosti desek plošných spojů vůči vnějšímu šumu a snížení problémů s přeslechy a impedancí ve vysokorychlostních systémech.

Dobrá sestava desek plošných spojů může také pomoci zajistit nižší konečné výrobní náklady. Díky maximalizaci účinnosti a zlepšení elektromagnetické kompatibility celého projektu může stohování desek plošných spojů efektivně ušetřit čas a peníze.

Opatření a pravidla pro návrh laminátu DPS
● Počet vrstev
Jednoduché stohování může zahrnovat čtyřvrstvé PCB, zatímco složitější desky vyžadují profesionální sekvenční laminaci. Ačkoli je to složitější, vyšší počet vrstev umožňuje projektantům mít více dispozičního prostoru, aniž by se zvyšovalo riziko, že narazí na nemožná řešení.

Obecně je zapotřebí osm nebo více vrstev, aby se dosáhlo nejlepšího uspořádání vrstev a rozestupů pro maximalizaci funkčnosti. Použití kvalitních rovin a silových rovin na vícevrstvých deskách může také snížit záření.

● Uspořádání vrstev
Uspořádání měděné vrstvy a izolační vrstvy tvořící obvod tvoří operaci překrytí PCB. Aby nedocházelo k deformaci DPS, je nutné při pokládání vrstev provést symetrický a vyvážený průřez desky. Například u osmivrstvé desky by tloušťka druhé a sedmé vrstvy měla být podobná, aby bylo dosaženo nejlepšího vyvážení.

Vrstva signálu by měla vždy přiléhat k rovině, zatímco rovina napájení a rovina kvality jsou spolu přísně propojeny. Nejlepší je použít více zemních ploch, protože obecně snižují vyzařování a snižují impedanci země.

● Typ materiálu vrstvy
Tepelné, mechanické a elektrické vlastnosti každého substrátu a jejich vzájemné působení jsou rozhodující pro výběr laminátových materiálů PCB.

Deska s plošnými spoji se obvykle skládá ze silného substrátového jádra ze skleněných vláken, které zajišťuje tloušťku a tuhost desky plošných spojů. Některé flexibilní desky plošných spojů mohou být vyrobeny z pružných vysokoteplotních plastů.

Povrchovou vrstvou je tenká fólie z měděné fólie připevněná k desce. Měď existuje na obou stranách oboustranné desky plošných spojů a tloušťka mědi se liší podle počtu vrstev sady desek plošných spojů.

Zakryjte horní část měděné fólie pájecí maskou, aby se stopy mědi dostaly do kontaktu s jinými kovy. Tento materiál je nezbytný, aby pomohl uživatelům vyhnout se pájení správného umístění propojovacích vodičů.

Na pájecí masce je aplikována sítotisková vrstva, která přidává symboly, čísla a písmena pro usnadnění montáže a umožňuje lidem lépe porozumět desce plošných spojů.

● Určete kabeláž a průchozí otvory
Návrháři by měli směrovat vysokorychlostní signály na střední vrstvu mezi vrstvami. To umožňuje, aby zemní plocha poskytovala stínění, které obsahuje záření emitované z koleje při vysokých rychlostech.

Umístění úrovně signálu blízko rovinné úrovně umožňuje, aby zpětný proud procházel v sousední rovině, čímž se minimalizuje indukčnost zpětné cesty. Mezi sousedními napájecími a zemnícími plochami není dostatečná kapacita pro zajištění oddělení pod 500 MHz pomocí standardních konstrukčních technik.

● Vzdálenost mezi vrstvami
Kvůli snížené kapacitě je kritická těsná vazba mezi signálem a rovinou zpětného proudu. Napájecí a zemnící plocha by měly být také pevně spojeny dohromady.

Vrstvy signálu by měly být vždy blízko sebe, i když jsou umístěny v sousedních rovinách. Těsná vazba a rozestupy mezi vrstvami jsou zásadní pro nepřerušované signály a celkovou funkčnost.

abych to shrnul
V technologii stohování PCB existuje mnoho různých návrhů vícevrstvých desek plošných spojů. Pokud se jedná o více vrstev, musí být kombinován trojrozměrný přístup, který bere v úvahu vnitřní strukturu a uspořádání povrchu. Při vysokých provozních rychlostech moderních obvodů je třeba provést pečlivý návrh vrstvení desek plošných spojů, aby se zlepšily distribuční schopnosti a omezilo rušení. Špatně navržená deska plošných spojů může snížit přenos signálu, vyrobitelnost, přenos energie a dlouhodobou spolehlivost.