Hoje em dia, a tendência cada vez mais compacta dos produtos eletrônicos exige o design tridimensional de placas de circuito impresso multicamadas. No entanto, o empilhamento de camadas levanta novas questões relacionadas a esta perspectiva de design. Um dos problemas é obter uma construção em camadas de alta qualidade para o projeto.

À medida que são produzidos circuitos impressos cada vez mais complexos compostos de múltiplas camadas, o empilhamento de PCBs torna-se particularmente importante.

Um bom design de pilha de PCB é essencial para reduzir a radiação dos loops de PCB e circuitos relacionados. Pelo contrário, uma má acumulação pode aumentar significativamente a radiação, o que é prejudicial do ponto de vista da segurança.
O que é empilhamento de PCB?
Antes que o projeto do layout final seja concluído, o empilhamento da PCB cobre o isolador e o cobre da PCB. Desenvolver um empilhamento eficaz é um processo complexo. O PCB conecta energia e sinais entre dispositivos físicos, e a correta disposição dos materiais da placa de circuito afeta diretamente sua função.

Por que precisamos laminar PCB?
O desenvolvimento do empilhamento de PCB é essencial para projetar placas de circuito eficientes. O empilhamento de PCB tem muitos benefícios, porque a estrutura multicamadas pode melhorar a distribuição de energia, prevenir interferência eletromagnética, limitar a interferência cruzada e suportar transmissão de sinal de alta velocidade.

Embora o objetivo principal do empilhamento seja colocar vários circuitos eletrônicos em uma placa através de múltiplas camadas, a estrutura empilhada dos PCBs também oferece outras vantagens importantes. Estas medidas incluem a minimização da vulnerabilidade das placas de circuito ao ruído externo e a redução de diafonia e problemas de impedância em sistemas de alta velocidade.

Um bom empilhamento de PCB também pode ajudar a garantir custos finais de produção mais baixos. Ao maximizar a eficiência e melhorar a compatibilidade eletromagnética de todo o projeto, o empilhamento de PCB pode efetivamente economizar tempo e dinheiro.

Precauções e regras para design de laminado de PCB
● Número de camadas
O empilhamento simples pode incluir PCBs de quatro camadas, enquanto placas mais complexas requerem laminação sequencial profissional. Embora mais complexo, o maior número de camadas permite que os designers tenham mais espaço de layout sem aumentar o risco de encontrar soluções impossíveis.

Geralmente, oito ou mais camadas são necessárias para obter o melhor arranjo e espaçamento de camadas para maximizar a funcionalidade. O uso de planos de qualidade e planos de potência em placas multicamadas também pode reduzir a radiação.

● Disposição de camadas
A disposição da camada de cobre e da camada isolante que constitui o circuito constitui a operação de sobreposição da PCB. Para evitar empenamento da PCB, é necessário tornar a seção transversal da placa simétrica e balanceada ao dispor as camadas. Por exemplo, em uma placa de oito camadas, a espessura da segunda e da sétima camadas deve ser semelhante para obter o melhor equilíbrio.

A camada de sinal deve estar sempre adjacente ao plano, enquanto o plano de potência e o plano de qualidade estão estritamente acoplados. É melhor usar vários planos de aterramento, porque eles geralmente reduzem a radiação e diminuem a impedância de aterramento.

● Tipo de material da camada
As propriedades térmicas, mecânicas e elétricas de cada substrato e como elas interagem são críticas para a escolha de materiais laminados de PCB.

A placa de circuito geralmente é composta por um forte núcleo de substrato de fibra de vidro, que fornece a espessura e a rigidez do PCB. Alguns PCBs flexíveis podem ser feitos de plásticos flexíveis de alta temperatura.

A camada superficial é uma folha fina feita de cobre presa à placa. O cobre existe em ambos os lados de uma PCB de dupla face e a espessura do cobre varia de acordo com o número de camadas da pilha de PCB.

Cubra a parte superior da folha de cobre com uma máscara de solda para fazer com que os vestígios de cobre entrem em contato com outros metais. Este material é essencial para ajudar os usuários a evitar soldar o local correto dos fios jumper.

Uma camada de serigrafia é aplicada na máscara de solda para adicionar símbolos, números e letras para facilitar a montagem e permitir que as pessoas entendam melhor a placa de circuito.

● Determine a fiação e os furos passantes
Os projetistas devem rotear sinais de alta velocidade na camada intermediária entre as camadas. Isso permite que o plano de terra forneça blindagem que contém a radiação emitida pela pista em altas velocidades.

A colocação do nível do sinal próximo ao nível do plano permite que a corrente de retorno flua no plano adjacente, minimizando assim a indutância do caminho de retorno. Não há capacitância suficiente entre a potência adjacente e os planos de terra para fornecer desacoplamento abaixo de 500 MHz usando técnicas de construção padrão.

● Espaçamento entre camadas
Devido à capacitância reduzida, o acoplamento estreito entre o sinal e o plano de retorno da corrente é crítico. Os planos de alimentação e de aterramento também devem estar firmemente acoplados.

As camadas de sinal devem estar sempre próximas umas das outras, mesmo que estejam localizadas em planos adjacentes. O acoplamento e o espaçamento estreitos entre as camadas são essenciais para sinais ininterruptos e funcionalidade geral.

Resumindo
Existem muitos designs diferentes de placas PCB multicamadas na tecnologia de empilhamento de PCB. Quando múltiplas camadas estão envolvidas, uma abordagem tridimensional que considere a estrutura interna e o layout da superfície deve ser combinada. Com as altas velocidades operacionais dos circuitos modernos, um projeto cuidadoso de empilhamento de PCB deve ser feito para melhorar as capacidades de distribuição e limitar a interferência. Um PCB mal projetado pode reduzir a transmissão do sinal, a capacidade de fabricação, a transmissão de energia e a confiabilidade a longo prazo.