Στις μέρες μας, η ολοένα και πιο συμπαγής τάση των ηλεκτρονικών προϊόντων απαιτεί τον τρισδιάστατο σχεδιασμό των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων. Ωστόσο, η στοίβαξη επιπέδων εγείρει νέα ζητήματα που σχετίζονται με αυτήν την προοπτική σχεδιασμού. Ένα από τα προβλήματα είναι η απόκτηση μιας υψηλής ποιότητας πολυεπίπεδης κατασκευής για το έργο.

Καθώς παράγονται όλο και πιο πολύπλοκα τυπωμένα κυκλώματα που αποτελούνται από πολλαπλά στρώματα, η στοίβαξη των PCB έχει γίνει ιδιαίτερα σημαντική.

Ένας καλός σχεδιασμός στοίβας PCB είναι απαραίτητος για τη μείωση της ακτινοβολίας των βρόχων PCB και των σχετικών κυκλωμάτων. Αντίθετα, η κακή συσσώρευση μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ακτινοβολία, η οποία είναι επιβλαβής από την άποψη της ασφάλειας.
Τι είναι η στοίβαξη PCB;
Πριν ολοκληρωθεί ο σχεδιασμός της τελικής διάταξης, η στοίβαξη PCB στρώνει το μονωτικό και το χαλκό του PCB. Η ανάπτυξη αποτελεσματικής στοίβαξης είναι μια πολύπλοκη διαδικασία. Το PCB συνδέει την ισχύ και τα σήματα μεταξύ των φυσικών συσκευών και η σωστή επίστρωση των υλικών της πλακέτας κυκλώματος επηρεάζει άμεσα τη λειτουργία του.

Γιατί πρέπει να πλαστικοποιήσουμε PCB;
Η ανάπτυξη της στοίβαξης PCB είναι απαραίτητη για το σχεδιασμό αποδοτικών πλακών κυκλωμάτων. Η στοίβαξη PCB έχει πολλά πλεονεκτήματα, επειδή η πολυστρωματική δομή μπορεί να βελτιώσει την κατανομή ενέργειας, να αποτρέψει ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, να περιορίσει τις διασταυρούμενες παρεμβολές και να υποστηρίξει τη μετάδοση σήματος υψηλής ταχύτητας.

Αν και ο κύριος σκοπός της στοίβαξης είναι η τοποθέτηση πολλαπλών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων σε μία πλακέτα μέσω πολλαπλών στρωμάτων, η στοιβαγμένη δομή των PCB παρέχει επίσης άλλα σημαντικά πλεονεκτήματα. Αυτά τα μέτρα περιλαμβάνουν την ελαχιστοποίηση της ευπάθειας των πλακών κυκλωμάτων στον εξωτερικό θόρυβο και τη μείωση των προβλημάτων αλληλεπίδρασης και σύνθετης αντίστασης σε συστήματα υψηλής ταχύτητας.

Μια καλή στοίβαξη PCB μπορεί επίσης να συμβάλει στη διασφάλιση χαμηλότερου τελικού κόστους παραγωγής. Μεγιστοποιώντας την απόδοση και βελτιώνοντας την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα ολόκληρου του έργου, η στοίβαξη PCB μπορεί να εξοικονομήσει αποτελεσματικά χρόνο και χρήμα.

Προφυλάξεις και κανόνες για το σχεδιασμό πολυστρωματικών PCB
● Αριθμός στρώσεων
Η απλή στοίβαξη μπορεί να περιλαμβάνει PCB τεσσάρων στρώσεων, ενώ οι πιο περίπλοκες πλακέτες απαιτούν επαγγελματική διαδοχική πλαστικοποίηση. Αν και πιο περίπλοκο, ο μεγαλύτερος αριθμός στρωμάτων επιτρέπει στους σχεδιαστές να έχουν περισσότερο χώρο διάταξης χωρίς να αυξάνει τον κίνδυνο να αντιμετωπίσουν αδύνατες λύσεις.

Γενικά, απαιτούνται οκτώ ή περισσότερα στρώματα για να επιτευχθεί η καλύτερη διάταξη και απόσταση στρώσεων για μεγιστοποίηση της λειτουργικότητας. Η χρήση ποιοτικών αεροπλάνων και επιπέδων ισχύος σε πλακέτες πολλαπλών στρώσεων μπορεί επίσης να μειώσει την ακτινοβολία.

● Διάταξη στρώσεων
Η διάταξη του στρώματος χαλκού και του μονωτικού στρώματος που αποτελεί το κύκλωμα αποτελεί τη λειτουργία επικάλυψης PCB. Για να αποφευχθεί η παραμόρφωση των PCB, είναι απαραίτητο να κάνετε τη διατομή της πλακέτας συμμετρική και ισορροπημένη κατά την τοποθέτηση των στρώσεων. Για παράδειγμα, σε μια σανίδα οκτώ στρώσεων, το πάχος του δεύτερου και του έβδομου στρώματος πρέπει να είναι παρόμοιο για να επιτευχθεί η καλύτερη ισορροπία.

Το επίπεδο σήματος πρέπει να είναι πάντα δίπλα στο επίπεδο, ενώ το επίπεδο ισχύος και το επίπεδο ποιότητας είναι αυστηρά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε πολλαπλά επίπεδα γείωσης, επειδή γενικά μειώνουν την ακτινοβολία και μειώνουν την αντίσταση του εδάφους.

● Τύπος υλικού στρώσης
Οι θερμικές, μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες κάθε υποστρώματος και ο τρόπος αλληλεπίδρασής τους είναι κρίσιμες για την επιλογή των υλικών πολυστρωματικών PCB.

Η πλακέτα κυκλώματος συνήθως αποτελείται από έναν ισχυρό πυρήνα υποστρώματος από ίνες γυαλιού, ο οποίος παρέχει το πάχος και την ακαμψία του PCB. Ορισμένα εύκαμπτα PCB μπορεί να είναι κατασκευασμένα από εύκαμπτα πλαστικά υψηλής θερμοκρασίας.

Το επιφανειακό στρώμα είναι ένα λεπτό φύλλο φτιαγμένο από φύλλο χαλκού που συνδέεται με την σανίδα. Ο χαλκός υπάρχει και στις δύο πλευρές ενός PCB διπλής όψης και το πάχος του χαλκού ποικίλλει ανάλογα με τον αριθμό των στρωμάτων της στοίβας PCB.

Καλύψτε το πάνω μέρος του φύλλου χαλκού με μια μάσκα συγκόλλησης για να κάνετε τα ίχνη χαλκού να έρθουν σε επαφή με άλλα μέταλλα. Αυτό το υλικό είναι απαραίτητο για να βοηθήσει τους χρήστες να αποφύγουν τη συγκόλληση στη σωστή θέση των καλωδίων βραχυκυκλωτήρα.

Ένα στρώμα εκτύπωσης οθόνης εφαρμόζεται στη μάσκα συγκόλλησης για να προσθέσει σύμβολα, αριθμούς και γράμματα για να διευκολύνει τη συναρμολόγηση και να επιτρέψει στους ανθρώπους να κατανοήσουν καλύτερα την πλακέτα κυκλώματος.

● Προσδιορίστε την καλωδίωση και τις διαμπερείς οπές
Οι σχεδιαστές θα πρέπει να δρομολογούν σήματα υψηλής ταχύτητας στο μεσαίο στρώμα μεταξύ των επιπέδων. Αυτό επιτρέπει στο επίπεδο εδάφους να παρέχει θωράκιση που περιέχει ακτινοβολία που εκπέμπεται από την τροχιά σε υψηλές ταχύτητες.

Η τοποθέτηση του επιπέδου σήματος κοντά στο επίπεδο επίπεδο επιτρέπει στο ρεύμα επιστροφής να ρέει στο διπλανό επίπεδο, ελαχιστοποιώντας έτσι την επαγωγή της διαδρομής επιστροφής. Δεν υπάρχει αρκετή χωρητικότητα μεταξύ παρακείμενων επιπέδων ισχύος και γείωσης ώστε να παρέχεται αποσύνδεση κάτω από 500 MHz χρησιμοποιώντας τυπικές τεχνικές κατασκευής.

● Διάστημα μεταξύ των στρωμάτων
Λόγω της μειωμένης χωρητικότητας, η στενή σύζευξη μεταξύ του σήματος και του τρέχοντος επιπέδου επιστροφής είναι κρίσιμη. Τα επίπεδα ισχύος και γείωσης θα πρέπει επίσης να συνδέονται στενά μεταξύ τους.

Τα στρώματα σήματος πρέπει πάντα να είναι κοντά το ένα στο άλλο, ακόμη και αν βρίσκονται σε γειτονικά επίπεδα. Η στενή σύζευξη και η απόσταση μεταξύ των στρωμάτων είναι απαραίτητα για αδιάκοπα σήματα και τη συνολική λειτουργικότητα.

για να συνοψίσουμε
Υπάρχουν πολλά διαφορετικά σχέδια πλακών PCB πολλαπλών στρώσεων στην τεχνολογία στοίβαξης PCB. Όταν εμπλέκονται πολλαπλά στρώματα, πρέπει να συνδυαστεί μια τρισδιάστατη προσέγγιση που λαμβάνει υπόψη την εσωτερική δομή και τη διάταξη της επιφάνειας. Με τις υψηλές ταχύτητες λειτουργίας των σύγχρονων κυκλωμάτων, πρέπει να γίνει προσεκτικός σχεδιασμός στοίβαξης PCB για τη βελτίωση των δυνατοτήτων διανομής και τον περιορισμό των παρεμβολών. Ένα κακώς σχεδιασμένο PCB μπορεί να μειώσει τη μετάδοση σήματος, τη δυνατότητα κατασκευής, τη μετάδοση ισχύος και τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.