V súčasnosti si čoraz kompaktnejší trend elektronických výrobkov vyžaduje trojrozmerný dizajn viacvrstvových tlačených dosiek s obvodmi. Stohovanie vrstiev však vyvoláva nové problémy súvisiace s touto perspektívou dizajnu. Jedným z problémov je získanie vysoko kvalitnej vrstvenej zostavy pre projekt.

Keď sa vytvárajú čoraz zložitejšie tlačené obvody zložené z viacerých vrstiev, stohovanie PCB sa stalo obzvlášť dôležitým.

Dobrý dizajn zásobníka DPS je nevyhnutný na zníženie žiarenia slučiek PCB a súvisiacich obvodov. Naopak, zlá akumulácia môže výrazne zvýšiť žiarenie, čo je škodlivé z hľadiska bezpečnosti.
Čo je stohovanie PCB?
Pred dokončením konečného konštrukcie rozloženia vrstie stohu DPS izolátor a meď DPS. Vývoj efektívneho stohovania je komplexný proces. PCB spája výkon a signály medzi fyzickými zariadeniami a správne vrstvenie materiálov dosky obvodov priamo ovplyvňuje jeho funkciu.

Prečo potrebujeme laminovať PCB?
Vývoj stohu PCB je nevyhnutný na navrhovanie efektívnych dosiek s obvodmi. Stackup PCB má veľa výhod, pretože viacvrstvová štruktúra môže zlepšiť distribúciu energie, zabrániť elektromagnetickému rušeniu, limitné krížové interferencie a podporovať vysokorýchlostný prenos signálu.

Aj keď hlavným účelom stohovania je umiestnenie viacerých elektronických obvodov na jednu dosku cez viaceré vrstvy, stohovaná štruktúra PCB tiež poskytuje ďalšie dôležité výhody. Tieto opatrenia zahŕňajú minimalizáciu zraniteľnosti dosiek s obvodmi voči vonkajšiemu hluku a zníženie problémov s presluchom a problémom s impedanciou vo vysokorýchlostných systémoch.

Dobré stohovanie DPS môže tiež pomôcť zabezpečiť zníženie konečných výrobných nákladov. Maximalizáciou účinnosti a zlepšením elektromagnetickej kompatibility celého projektu môže stohovanie DPS účinne ušetriť čas a peniaze.

Preventívne opatrenia a pravidlá pre dizajn laminátov DPS
● Počet vrstiev
Jednoduché stohovanie môže obsahovať štvorvrstvové PCB, zatiaľ čo zložitejšie dosky vyžadujú profesionálnu sekvenčnú lamináciu. Aj keď je zložitejší, vyšší počet vrstiev umožňuje dizajnérom mať viac priestoru rozloženia bez zvýšenia rizika stretnutia s nemožnými riešeniami.

Všeobecne je potrebných osem alebo viac vrstiev, aby sa získalo najlepšie usporiadanie vrstiev a rozstup, aby sa maximalizovala funkčnosť. Používanie kvalitných lietadiel a výkonových lietadiel na viacvrstvových doskách môže tiež znížiť žiarenie.

● Usporiadanie vrstvy
Usporiadanie medi vrstvy a izolačnej vrstvy predstavujúce obvod predstavuje operáciu prekrývania PCB. Aby sa zabránilo deformácii PCB, je potrebné, aby bol prierez dosky symetrický a vyvážený pri rozmiestnení vrstiev. Napríklad v 8-vrstvovej doske by mala byť hrúbka druhých a siedmych vrstiev podobná, aby dosiahla najlepšiu rovnováhu.

Vrstva signálu by mala byť vždy susedná s rovinou, zatiaľ čo rovina výkonovej a kvality je prísne spojená spolu. Najlepšie je používať viac pozemných lietadiel, pretože vo všeobecnosti znižujú žiarenie a nižšiu impedanciu pôdy.

● Typ materiálu vrstvy
Tepelné, mechanické a elektrické vlastnosti každého substrátu a to, ako interagujú, sú rozhodujúce pre výber laminátových materiálov PCB.

Doska obvodu sa zvyčajne skladá zo silného jadra substrátu sklenených vlákien, ktoré poskytuje hrúbku a tuhosť DPS. Niektoré flexibilné PCB môžu byť vyrobené z flexibilných vysokoteplotných plastov.

Povrchová vrstva je tenká fólia vyrobená z medenej fólie pripojenej k doske. Meď existuje na oboch stranách dvojstranného DPS a hrúbka meď sa mení podľa počtu vrstiev zásobníka DPS.

Zakryte hornú časť medenej fólie spájkou maskou, aby sa stopy medi spojili s ostatnými kovmi. Tento materiál je nevyhnutný na to, aby sa používateľom vyhýbalo spájkovaniu správnej polohy prepojovacích drôtov.

Na spájkovaciu masku sa aplikuje vrstva obrazovky, ktorá pridáva symboly, čísla a písmená, aby sa uľahčila montáž a umožnila ľuďom lepšie porozumieť doske obvodu.

● Určte zapojenie a otvormi
Dizajnéri by mali smerovať vysokorýchlostné signály na strednej vrstve medzi vrstvami. To umožňuje pozemnej rovine zabezpečiť tienenie, ktoré obsahuje žiarenie emitované z trate pri vysokých rýchlostiach.

Umiestnenie úrovne signálu v blízkosti úrovne roviny umožňuje tok spätného prúdu v susednej rovine, čím sa minimalizuje indukčnosť spiatočnej cesty. Medzi priľahlými výkonovými a pozemnými lietadlami nie je dostatočná kapacita na zabezpečenie oddelenia pod 500 MHz pomocou štandardných stavebných techník.

● Rozstup medzi vrstvami
V dôsledku zníženej kapacity je kritické spojenie medzi signálom a prúdom spiatočnej roviny. Lietadlá energie a pozemných lietadiel by mali byť tiež pevne spojené spolu.

Signálne vrstvy by mali byť vždy blízko seba, aj keď sú umiestnené v susedných lietadlách. Pevné spojenie a rozstup medzi vrstvami sú nevyhnutné pre nepretržité signály a celkovú funkčnosť.

zhrnúť
V technológii stohovania DPS je veľa rôznych viacvrstvových návrhov dosiek DPS. Ak je zapojených viac vrstiev, musí sa kombinovať trojrozmerný prístup, ktorý zvažuje vnútornú štruktúru a rozloženie povrchu. Vďaka vysokým prevádzkovým rýchlostiam moderných obvodov sa musí urobiť opatrný dizajn stohovania DPS, aby sa zlepšili možnosti distribúcie a obmedzenie rušenia. Zle navrhnutá DPS môže znížiť prenos signálu, výrobu, prenos energie a dlhodobú spoľahlivosť.