De nos jours, la tendance de plus en plus compacte des produits électroniques nécessite la conception tridimensionnelle de circuits imprimés multicouches. Cependant, l’empilement de couches soulève de nouvelles problématiques liées à cette perspective de conception. L'un des problèmes est d'obtenir une construction en couches de haute qualité pour le projet.

À mesure que des circuits imprimés de plus en plus complexes composés de plusieurs couches sont produits, l’empilement de PCB est devenu particulièrement important.

Une bonne conception de pile de PCB est essentielle pour réduire le rayonnement des boucles de PCB et des circuits associés. Au contraire, une mauvaise accumulation peut augmenter considérablement les rayonnements, ce qui est nocif du point de vue de la sécurité.
Qu'est-ce que l'empilement de PCB ?
Avant que la conception finale de la configuration ne soit terminée, l'empilement du PCB recouvre l'isolant et le cuivre du PCB. Développer un empilement efficace est un processus complexe. Le PCB connecte l'alimentation et les signaux entre les appareils physiques, et la superposition correcte des matériaux du circuit imprimé affecte directement son fonctionnement.

Pourquoi devons-nous plastifier les PCB ?
Le développement de l’empilement de PCB est essentiel pour concevoir des circuits imprimés efficaces. L'empilement de PCB présente de nombreux avantages, car la structure multicouche peut améliorer la distribution d'énergie, empêcher les interférences électromagnétiques, limiter les interférences croisées et prendre en charge la transmission de signaux à grande vitesse.

Bien que l'objectif principal de l'empilage soit de placer plusieurs circuits électroniques sur une seule carte à travers plusieurs couches, la structure empilée des PCB offre également d'autres avantages importants. Ces mesures consistent notamment à minimiser la vulnérabilité des cartes de circuits imprimés au bruit externe et à réduire les problèmes de diaphonie et d'impédance dans les systèmes à grande vitesse.

Un bon empilement de PCB peut également contribuer à réduire les coûts de production finaux. En maximisant l'efficacité et en améliorant la compatibilité électromagnétique de l'ensemble du projet, l'empilement de PCB peut effectivement permettre d'économiser du temps et de l'argent.

Précautions et règles pour la conception de PCB laminés
● Nombre de couches
Un empilement simple peut inclure des PCB à quatre couches, tandis que des cartes plus complexes nécessitent un laminage séquentiel professionnel. Bien que plus complexe, le nombre plus élevé de couches permet aux concepteurs de disposer de plus d’espace de mise en page sans augmenter le risque de rencontrer des solutions impossibles.

Généralement, huit couches ou plus sont nécessaires pour obtenir la meilleure disposition et le meilleur espacement des couches afin de maximiser la fonctionnalité. L'utilisation de plans de qualité et de plans de puissance sur des cartes multicouches peut également réduire le rayonnement.

● Disposition des couches
L'agencement de la couche de cuivre et de la couche isolante constituant le circuit constitue l'opération de recouvrement du PCB. Pour éviter la déformation du PCB, il est nécessaire de rendre la section transversale de la carte symétrique et équilibrée lors de la disposition des couches. Par exemple, dans un panneau à huit couches, l’épaisseur des deuxième et septième couches doit être similaire pour obtenir le meilleur équilibre.

La couche de signal doit toujours être adjacente au plan, tandis que le plan de puissance et le plan de qualité sont strictement couplés. Il est préférable d'utiliser plusieurs plans de masse, car ils réduisent généralement le rayonnement et l'impédance du sol.

● Type de matériau de couche
Les propriétés thermiques, mécaniques et électriques de chaque substrat et la façon dont ils interagissent sont essentielles au choix des matériaux stratifiés pour PCB.

Le circuit imprimé est généralement composé d'un noyau de substrat en fibre de verre solide, qui assure l'épaisseur et la rigidité du circuit imprimé. Certains PCB flexibles peuvent être constitués de plastiques flexibles haute température.

La couche superficielle est une fine feuille de cuivre fixée au panneau. Le cuivre existe des deux côtés d'un PCB double face, et l'épaisseur du cuivre varie en fonction du nombre de couches de la pile de PCB.

Couvrez le dessus de la feuille de cuivre avec un masque de soudure pour que les traces de cuivre entrent en contact avec d'autres métaux. Ce matériau est essentiel pour aider les utilisateurs à éviter de souder l'emplacement correct des fils de liaison.

Une couche de sérigraphie est appliquée sur le masque de soudure pour ajouter des symboles, des chiffres et des lettres afin de faciliter l'assemblage et permettre aux gens de mieux comprendre le circuit imprimé.

● Déterminer le câblage et les trous traversants
Les concepteurs doivent acheminer les signaux à grande vitesse sur la couche intermédiaire entre les couches. Cela permet au plan de masse de fournir un blindage qui contient les rayonnements émis par la piste à grande vitesse.

Le placement du niveau de signal à proximité du niveau du plan permet au courant de retour de circuler dans le plan adjacent, minimisant ainsi l'inductance du chemin de retour. Il n'y a pas suffisamment de capacité entre les plans d'alimentation et de masse adjacents pour assurer un découplage en dessous de 500 MHz en utilisant des techniques de construction standard.

● Espacement entre les couches
En raison de la capacité réduite, un couplage étroit entre le signal et le plan de retour du courant est essentiel. Les plans d'alimentation et de masse doivent également être étroitement couplés.

Les couches de signaux doivent toujours être proches les unes des autres, même si elles sont situées dans des plans adjacents. Un couplage et un espacement étroits entre les couches sont essentiels pour des signaux ininterrompus et une fonctionnalité globale.

pour résumer
Il existe de nombreuses conceptions différentes de cartes PCB multicouches dans la technologie d'empilement de PCB. Lorsque plusieurs couches sont impliquées, une approche tridimensionnelle prenant en compte la structure interne et l’agencement des surfaces doit être combinée. Avec les vitesses de fonctionnement élevées des circuits modernes, une conception minutieuse de l'empilement des PCB doit être réalisée pour améliorer les capacités de distribution et limiter les interférences. Un PCB mal conçu peut réduire la transmission du signal, la fabricabilité, la transmission de puissance et la fiabilité à long terme.