Danas sve kompaktniji trend elektroničkih proizvoda zahtijeva trodimenzionalni dizajn višeslojnih tiskanih ploča. Međutim, slaganje slojeva otvara nove probleme povezane s ovom perspektivom dizajna. Jedan od problema je dobiti visokokvalitetnu slojevitu konstrukciju za projekt.

Kako se proizvode sve složeniji tiskani krugovi koji se sastoje od više slojeva, slaganje PCB-a postaje posebno važno.

Dobar dizajn sklopa PCB-a ključan je za smanjenje zračenja petlji PCB-a i srodnih sklopova. Naprotiv, loša akumulacija može značajno povećati zračenje, što je štetno sa sigurnosnog stajališta.
Što je PCB stackup?
Prije dovršetka konačnog dizajna izgleda, PCB sloj postavlja izolator i bakar PCB-a. Razvijanje učinkovitog slaganja složen je proces. PCB povezuje napajanje i signale između fizičkih uređaja, a pravilno slojevitost materijala sklopljene ploče izravno utječe na njegovu funkciju.

Zašto trebamo laminirati PCB?
Razvoj PCB stackup-a ključan je za projektiranje učinkovitih tiskanih ploča. Slaganje PCB-a ima mnoge prednosti jer višeslojna struktura može poboljšati distribuciju energije, spriječiti elektromagnetske smetnje, ograničiti unakrsne smetnje i podržati prijenos signala velikom brzinom.

Iako je glavna svrha slaganja postaviti više elektroničkih sklopova na jednu ploču kroz više slojeva, složena struktura PCB-a također pruža druge važne prednosti. Ove mjere uključuju smanjivanje osjetljivosti sklopnih ploča na vanjsku buku i smanjenje problema s preslušavanjem i impedancijom u sustavima velike brzine.

Dobar PCB skup također može pomoći u osiguravanju nižih konačnih troškova proizvodnje. Povećanjem učinkovitosti i poboljšanjem elektromagnetske kompatibilnosti cijelog projekta, slaganje PCB ploča može učinkovito uštedjeti vrijeme i novac.

Mjere opreza i pravila za dizajn PCB laminata
● Broj slojeva
Jednostavno slaganje može uključivati ​​četveroslojne PCB-ove, dok je za složenije ploče potrebna profesionalna sekvencijalna laminacija. Iako složeniji, veći broj slojeva omogućuje dizajnerima da imaju više prostora za raspored bez povećanja rizika od nailaska na nemoguća rješenja.

Općenito, potrebno je osam ili više slojeva kako bi se dobio najbolji raspored slojeva i razmak kako bi se maksimizirala funkcionalnost. Korištenje kvalitetnih ravnina i energetskih ravnina na višeslojnim pločama također može smanjiti zračenje.

● Raspored slojeva
Raspored bakrenog sloja i izolacijskog sloja koji čine strujni krug čini operaciju preklapanja PCB-a. Kako bi se spriječilo savijanje PCB-a, potrebno je učiniti presjek ploče simetričnim i uravnoteženim prilikom postavljanja slojeva. Na primjer, kod osmoslojne ploče, debljina drugog i sedmog sloja trebala bi biti slična kako bi se postigla najbolja ravnoteža.

Sloj signala uvijek bi trebao biti u blizini ravnine, dok su ravnina snage i ravnina kvalitete strogo povezane. Najbolje je koristiti više ravni uzemljenja, jer one općenito smanjuju zračenje i nižu impedanciju uzemljenja.

● Vrsta materijala sloja
Toplinska, mehanička i električna svojstva svake podloge i način na koji oni međusobno djeluju ključni su za izbor PCB laminatnih materijala.

Ploča je obično sastavljena od jake jezgre podloge od staklenih vlakana, koja osigurava debljinu i krutost PCB-a. Neki savitljivi PCB-ovi mogu biti izrađeni od savitljive plastike otporne na visoke temperature.

Površinski sloj je tanka folija od bakrene folije pričvršćena na ploču. Bakar postoji na obje strane dvostranog PCB-a, a debljina bakra varira ovisno o broju slojeva PCB-a.

Pokrijte vrh bakrene folije maskom za lemljenje kako bi tragovi bakra došli u kontakt s drugim metalima. Ovaj je materijal neophodan kako bi pomogao korisnicima da izbjegnu lemljenje točnih mjesta premosnih žica.

Sloj za sitotisak nanosi se na masku za lemljenje kako bi se dodali simboli, brojevi i slova kako bi se olakšalo sklapanje i omogućilo ljudima da bolje razumiju tiskanu ploču.

● Odredite ožičenje i prolazne rupe
Dizajneri bi trebali usmjeriti signale velike brzine na srednji sloj između slojeva. To omogućuje uzemljenoj ravnini da pruži zaštitu koja sadrži zračenje koje se emitira iz staze pri velikim brzinama.

Postavljanje razine signala blizu razine ravnine omogućuje protok povratne struje u susjednoj ravnini, čime se minimizira induktivnost povratnog puta. Nema dovoljno kapacitivnosti između susjednih ravnina napajanja i uzemljenja da bi se osiguralo odvajanje ispod 500 MHz korištenjem standardnih tehnika konstrukcije.

● Razmak između slojeva
Zbog smanjenog kapaciteta, kritična je uska sprega između signala i strujne povratne ravnine. Napajanje i uzemljenje također trebaju biti čvrsto spojeni.

Slojevi signala uvijek bi trebali biti blizu jedan drugome čak i ako se nalaze u susjednim ravninama. Čvrsto spajanje i razmak između slojeva ključni su za neprekinuti signal i cjelokupnu funkcionalnost.

da sumiram
Postoji mnogo različitih dizajna višeslojnih PCB ploča u tehnologiji slaganja PCB ploča. Kada je uključeno više slojeva, mora se kombinirati trodimenzionalni pristup koji uzima u obzir unutarnju strukturu i raspored površina. S velikim radnim brzinama modernih sklopova, mora se napraviti pažljiv dizajn tiskanih ploča kako bi se poboljšale mogućnosti distribucije i ograničile smetnje. Loše dizajniran PCB može smanjiti prijenos signala, proizvodnost, prijenos energije i dugoročnu pouzdanost.