Nykyään elektroniikkatuotteiden yhä kompaktimpi trendi edellyttää monikerroksisten painettujen piirilevyjen kolmiulotteista suunnittelua. Kerrosten pinoaminen herättää kuitenkin uusia kysymyksiä tähän suunnittelunäkökulmaan liittyen. Yksi ongelmista on saada projektiin laadukas kerrosrakennelma.

Kun tuotetaan yhä monimutkaisempia useista kerroksista koostuvia painettuja piirejä, PCB-levyjen pinoamisesta on tullut erityisen tärkeää.

Hyvä piirilevypinon suunnittelu on välttämätöntä PCB-silmukoiden ja niihin liittyvien piirien säteilyn vähentämiseksi. Päinvastoin, huono kerääntyminen voi lisätä merkittävästi säteilyä, mikä on turvallisuuden kannalta haitallista.
Mikä on PCB-pinoaminen?
Ennen kuin lopullinen asettelusuunnitelma on valmis, piirilevy pinoaa piirilevyn eristeen ja kuparin. Tehokkaan pinoamisen kehittäminen on monimutkainen prosessi. Piirilevy yhdistää tehoa ja signaaleja fyysisten laitteiden välillä, ja oikea piirilevymateriaalien kerros vaikuttaa suoraan sen toimintaan.

Miksi meidän täytyy laminoida piirilevy?
PCB-pinoamisen kehittäminen on välttämätöntä tehokkaiden piirilevyjen suunnittelussa. PCB-pinouksella on monia etuja, koska monikerroksinen rakenne voi parantaa energian jakautumista, estää sähkömagneettisia häiriöitä, rajoittaa ristikkäisiä häiriöitä ja tukea nopeaa signaalinsiirtoa.

Vaikka pinoamisen päätarkoitus on sijoittaa useita elektronisia piirejä yhdelle levylle useiden kerrosten kautta, PCB-levyjen pinottu rakenne tarjoaa myös muita tärkeitä etuja. Näihin toimenpiteisiin kuuluu piirilevyjen haavoittuvuuden minimoiminen ulkoiselle melulle ja ylikuulumis- ja impedanssiongelmien vähentäminen nopeissa järjestelmissä.

Hyvä piirilevypino voi myös auttaa varmistamaan alhaisemmat lopputuotantokustannukset. Maksimoimalla tehokkuuden ja parantamalla koko projektin sähkömagneettista yhteensopivuutta, piirilevyjen pinoaminen voi säästää tehokkaasti aikaa ja rahaa.

Varotoimet ja säännöt piirilevylaminaatin suunnittelulle
● Kerrosten lukumäärä
Yksinkertainen pinoaminen voi sisältää nelikerroksisia piirilevyjä, kun taas monimutkaisemmat levyt vaativat ammattimaisen peräkkäisen laminoinnin. Vaikka kerrosten lukumäärä onkin monimutkaisempi, suurempi määrä antaa suunnittelijoille mahdollisuuden saada enemmän asettelutilaa lisäämättä riskiä joutua mahdottomiin ratkaisuihin.

Yleensä tarvitaan vähintään kahdeksan kerrosta parhaan kerrosten järjestelyn ja etäisyyden saavuttamiseksi toiminnallisuuden maksimoimiseksi. Laatutasojen ja tehotasojen käyttäminen monikerroksisissa levyissä voi myös vähentää säteilyä.

● Kerrosjärjestely
Piirin muodostavan kuparikerroksen ja eristävän kerroksen järjestely muodostaa piirilevyn limitystoiminnon. Piirilevyn vääntymisen estämiseksi on tarpeen tehdä levyn poikkileikkaus symmetriseksi ja tasapainoiseksi kerroksia asetettaessa. Esimerkiksi kahdeksankerroksisessa levyssä toisen ja seitsemännen kerroksen paksuuden tulisi olla samanlainen parhaan tasapainon saavuttamiseksi.

Signaalikerroksen tulee aina olla tason vieressä, kun taas tehotaso ja laatutaso on kytketty tiukasti yhteen. On parasta käyttää useita maatasoja, koska ne yleensä vähentävät säteilyä ja alentavat maaimpedanssia.

● Kerrosmateriaalityyppi
Kunkin alustan lämpö-, mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet ja niiden vuorovaikutus ovat kriittisiä piirilevylaminaattimateriaalien valinnassa.

Piirilevy koostuu yleensä vahvasta lasikuitualustan ytimestä, joka tarjoaa piirilevyn paksuuden ja jäykkyyden. Jotkut joustavat piirilevyt voidaan valmistaa taipuisista korkean lämpötilan muoveista.

Pintakerros on ohut kuparifoliosta valmistettu kalvo, joka on kiinnitetty levyyn. Kuparia on kaksipuolisen piirilevyn molemmilla puolilla, ja kuparin paksuus vaihtelee piirilevypinon kerrosten lukumäärän mukaan.

Peitä kuparifolion yläosa juotosmaskilla, jotta kuparijäämät koskettavat muita metalleja. Tämä materiaali on välttämätön, jotta käyttäjät eivät juottaisi hyppyjohtimien oikeaa sijaintia.

Juotosmaskin päälle levitetään silkkipainatuskerros symbolien, numeroiden ja kirjainten lisäämiseksi kokoamisen helpottamiseksi ja piirilevyn ymmärtämisen helpottamiseksi.

● Määritä johdot ja läpimenevät reiät
Suunnittelijoiden tulisi reitittää nopeat signaalit keskikerrokselle kerrosten välillä. Tämän ansiosta maataso voi tarjota suojauksen, joka sisältää säteilyn, joka lähtee radasta suurilla nopeuksilla.

Signaalitason sijoittaminen lähelle tasotasoa mahdollistaa paluuvirran kulkemisen viereisessä tasossa, mikä minimoi paluutien induktanssin. Vierekkäisten teho- ja maatasojen välillä ei ole tarpeeksi kapasitanssia, jotta saataisiin erotettua alle 500 MHz tavanomaisilla rakennustekniikoilla.

● Kerrosten välinen etäisyys
Pienentyneen kapasitanssin vuoksi signaalin ja virran paluutason välinen tiukka kytkentä on kriittinen. Teho- ja maatasot tulee myös kytkeä tiiviisti yhteen.

Signaalikerrosten tulee aina olla lähellä toisiaan, vaikka ne sijaitsevat vierekkäisillä tasoilla. Tiukka kytkentä ja kerrosten välinen etäisyys on olennaista keskeytymättömille signaaleille ja yleiselle toiminnalle.

yhteenvetona
PCB-pinoamistekniikassa on monia erilaisia ​​monikerroksisia piirilevymalleja. Kun mukana on useita kerroksia, on yhdistettävä kolmiulotteinen lähestymistapa, joka ottaa huomioon sisäisen rakenteen ja pinnan asettelun. Nykyaikaisten piirien suurilla toimintanopeuksilla on huolellinen piirilevyjen pinoaminen suunnittelussa jakelukyvyn parantamiseksi ja häiriöiden rajoittamiseksi. Huonosti suunniteltu piirilevy voi heikentää signaalin siirtoa, valmistettavuutta, tehonsiirtoa ja pitkän aikavälin luotettavuutta.