Saat ini, tren produk elektronik yang semakin kompak memerlukan desain tiga dimensi papan sirkuit cetak multilayer. Namun, penumpukan lapisan menimbulkan masalah baru terkait perspektif desain ini. Salah satu masalahnya adalah mendapatkan bangunan berlapis berkualitas tinggi untuk proyek tersebut.
Karena semakin banyak sirkuit cetak kompleks yang terdiri dari banyak lapisan diproduksi, penumpukan PCB menjadi sangat penting.
Desain tumpukan PCB yang baik sangat penting untuk mengurangi radiasi loop PCB dan sirkuit terkait. Sebaliknya, akumulasi yang buruk dapat meningkatkan radiasi secara signifikan, yang berbahaya dari sudut pandang keamanan.
Apa itu tumpukan PCB?
Sebelum desain tata letak akhir selesai, tumpukan PCB melapisi isolator dan tembaga PCB. Mengembangkan penumpukan yang efektif adalah proses yang kompleks. PCB menghubungkan daya dan sinyal antar perangkat fisik, dan pelapisan bahan papan sirkuit yang benar secara langsung memengaruhi fungsinya.
Mengapa kita perlu melaminasi PCB?
Pengembangan susunan PCB sangat penting untuk merancang papan sirkuit yang efisien. Tumpukan PCB memiliki banyak manfaat, karena struktur multilayer dapat meningkatkan distribusi energi, mencegah interferensi elektromagnetik, membatasi interferensi silang, dan mendukung transmisi sinyal berkecepatan tinggi.
Meskipun tujuan utama penumpukan adalah untuk menempatkan beberapa sirkuit elektronik pada satu papan melalui beberapa lapisan, struktur PCB yang ditumpuk juga memberikan keuntungan penting lainnya. Langkah-langkah ini termasuk meminimalkan kerentanan papan sirkuit terhadap kebisingan eksternal dan mengurangi masalah crosstalk dan impedansi dalam sistem berkecepatan tinggi.
Penumpukan PCB yang baik juga dapat membantu memastikan biaya produksi akhir yang lebih rendah. Dengan memaksimalkan efisiensi dan meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik seluruh proyek, penumpukan PCB dapat secara efektif menghemat waktu dan uang.
Tindakan pencegahan dan aturan untuk desain laminasi PCB
● Jumlah lapisan
Penumpukan sederhana mungkin mencakup PCB empat lapis, sedangkan papan yang lebih kompleks memerlukan laminasi sekuensial profesional. Meskipun lebih kompleks, jumlah lapisan yang lebih banyak memungkinkan desainer memiliki lebih banyak ruang tata letak tanpa meningkatkan risiko menemukan solusi yang mustahil.
Umumnya, delapan atau lebih lapisan diperlukan untuk mendapatkan susunan dan jarak lapisan terbaik guna memaksimalkan fungsionalitas. Menggunakan pesawat berkualitas dan pesawat listrik pada papan multilayer juga dapat mengurangi radiasi.
● Susunan lapisan
Susunan lapisan tembaga dan lapisan isolasi yang membentuk rangkaian merupakan operasi tumpang tindih PCB. Untuk mencegah lengkungan PCB, penampang papan perlu dibuat simetris dan seimbang saat meletakkan lapisan. Misalnya, pada papan delapan lapis, ketebalan lapisan kedua dan ketujuh harus sama untuk mencapai keseimbangan terbaik.
Lapisan sinyal harus selalu berdekatan dengan bidang, sedangkan bidang daya dan bidang kualitas digabungkan secara ketat. Cara terbaik adalah menggunakan beberapa bidang tanah, karena bidang tersebut umumnya mengurangi radiasi dan menurunkan impedansi tanah.
● Jenis material lapisan
Sifat termal, mekanik, dan listrik dari setiap substrat dan cara interaksinya sangat penting dalam pemilihan bahan laminasi PCB.
Papan sirkuit biasanya terdiri dari inti substrat serat kaca yang kuat, yang memberikan ketebalan dan kekakuan PCB. Beberapa PCB fleksibel mungkin terbuat dari plastik fleksibel bersuhu tinggi.
Lapisan permukaannya berupa foil tipis yang terbuat dari foil tembaga yang ditempelkan pada papan. Tembaga ada di kedua sisi PCB dua sisi, dan ketebalan tembaga bervariasi sesuai dengan jumlah lapisan tumpukan PCB.
Tutupi bagian atas kertas tembaga dengan masker solder agar bekas tembaga bersentuhan dengan logam lain. Bahan ini penting untuk membantu pengguna menghindari menyolder lokasi kabel jumper yang benar.
Lapisan sablon diterapkan pada topeng solder untuk menambahkan simbol, angka dan huruf guna memfasilitasi perakitan dan memungkinkan orang untuk lebih memahami papan sirkuit.
● Tentukan kabel dan lubang tembus
Perancang harus mengarahkan sinyal berkecepatan tinggi pada lapisan tengah antar lapisan. Hal ini memungkinkan bidang tanah memberikan pelindung yang mengandung radiasi yang dipancarkan dari lintasan dengan kecepatan tinggi.
Penempatan level sinyal dekat dengan level bidang memungkinkan arus balik mengalir pada bidang yang berdekatan, sehingga meminimalkan induktansi jalur balik. Tidak terdapat cukup kapasitansi antara daya yang berdekatan dan bidang tanah untuk menyediakan pemisahan di bawah 500 MHz menggunakan teknik konstruksi standar.
● Jarak antar lapisan
Karena kapasitansi berkurang, hubungan erat antara sinyal dan bidang balik arus menjadi sangat penting. Kekuatan dan bidang tanah juga harus digabungkan secara erat.
Lapisan sinyal harus selalu berdekatan satu sama lain meskipun terletak pada bidang yang berdekatan. Kopling yang rapat dan jarak antar lapisan sangat penting agar sinyal tidak terganggu dan fungsionalitas secara keseluruhan.
untuk menyimpulkan
Ada banyak desain papan PCB multilayer yang berbeda dalam teknologi penumpukan PCB. Jika melibatkan banyak lapisan, pendekatan tiga dimensi yang mempertimbangkan struktur internal dan tata letak permukaan harus digabungkan. Dengan kecepatan pengoperasian sirkuit modern yang tinggi, desain tumpukan PCB yang cermat harus dilakukan untuk meningkatkan kemampuan distribusi dan membatasi interferensi. PCB yang dirancang dengan buruk dapat mengurangi transmisi sinyal, kemampuan manufaktur, transmisi daya, dan keandalan jangka panjang.