ทุกวันนี้แนวโน้มที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ต้องใช้การออกแบบสามมิติของแผงวงจรพิมพ์หลายชั้น อย่างไรก็ตามการจัดเรียงเลเยอร์ทำให้เกิดปัญหาใหม่ที่เกี่ยวข้องกับมุมมองการออกแบบนี้ หนึ่งในปัญหาคือการได้รับการสร้างชั้นคุณภาพสูงสำหรับโครงการ

เมื่อมีการผลิตวงจรที่พิมพ์ออกมาที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งประกอบด้วยหลายเลเยอร์การซ้อนของ PCBs จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

การออกแบบสแต็ก PCB ที่ดีเป็นสิ่งจำเป็นในการลดรังสีของลูป PCB และวงจรที่เกี่ยวข้อง ในทางตรงกันข้ามการสะสมที่ไม่ดีอาจเพิ่มรังสีอย่างมีนัยสำคัญซึ่งเป็นอันตรายจากมุมมองด้านความปลอดภัย
PCB stackup คืออะไร?
ก่อนที่การออกแบบเลย์เอาต์สุดท้ายจะเสร็จสมบูรณ์ PCB Stackup จะเลเยอร์ฉนวนและทองแดงของ PCB การพัฒนาซ้อนที่มีประสิทธิภาพเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน PCB เชื่อมต่อพลังงานและสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ทางกายภาพและการฝังชั้นที่ถูกต้องของวัสดุแผงวงจรส่งผลโดยตรงต่อการทำงานของมัน

ทำไมเราต้องลามิเนต PCB?
การพัฒนา PCB stackup เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการออกแบบแผงวงจรที่มีประสิทธิภาพ PCB Stackup มีประโยชน์มากมายเนื่องจากโครงสร้างหลายชั้นสามารถปรับปรุงการกระจายพลังงานป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า จำกัด การรบกวนข้ามและรองรับการส่งสัญญาณความเร็วสูง

แม้ว่าจุดประสงค์หลักของการซ้อนคือการวางวงจรอิเล็กทรอนิกส์หลายวงบนบอร์ดหนึ่งผ่านหลายเลเยอร์ แต่โครงสร้างแบบซ้อนของ PCB ก็ให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญอื่น ๆ มาตรการเหล่านี้รวมถึงการลดช่องโหว่ของแผงวงจรให้ลดเสียงรบกวนจากภายนอกและลดปัญหา crosstalk และความต้านทานในระบบความเร็วสูง

PCB stackup ที่ดีสามารถช่วยให้มั่นใจว่าต้นทุนการผลิตขั้นสุดท้ายลดลง ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดและปรับปรุงความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าของโครงการทั้งหมดการจัดซ้อน PCB สามารถประหยัดเวลาและเงินได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อควรระวังและกฎสำหรับการออกแบบลามิเนต PCB
●จำนวนเลเยอร์
การซ้อนแบบง่ายอาจรวมถึง PCB สี่ชั้นในขณะที่บอร์ดที่ซับซ้อนมากขึ้นต้องการการเคลือบตามลำดับระดับมืออาชีพ แม้ว่าจะมีความซับซ้อนมากขึ้น แต่จำนวนเลเยอร์ที่สูงขึ้นช่วยให้นักออกแบบมีพื้นที่เลย์เอาต์มากขึ้นโดยไม่เพิ่มความเสี่ยงในการเผชิญหน้ากับการแก้ปัญหาที่เป็นไปไม่ได้

โดยทั่วไปจะต้องใช้เลเยอร์แปดชั้นขึ้นไปเพื่อให้ได้การจัดเรียงเลเยอร์ที่ดีที่สุดและระยะห่างเพื่อเพิ่มฟังก์ชั่นสูงสุด การใช้เครื่องบินที่มีคุณภาพและระนาบพลังงานบนบอร์ดหลายชั้นสามารถลดรังสีได้

●การจัดเรียงเลเยอร์
การจัดเรียงของชั้นทองแดงและเลเยอร์ฉนวนที่ประกอบขึ้นเป็นวงจรถือเป็นการดำเนินการทับซ้อน PCB เพื่อป้องกันการแปรปรวนของ PCB จำเป็นต้องทำให้ส่วนตัดของบอร์ดสมมาตรและสมดุลเมื่อวางเลเยอร์ ตัวอย่างเช่นในบอร์ดแปดชั้นความหนาของชั้นที่สองและชั้นเจ็ดควรคล้ายกันเพื่อให้ได้สมดุลที่ดีที่สุด

เลเยอร์สัญญาณควรอยู่ติดกับระนาบเสมอในขณะที่ระนาบพลังงานและระนาบที่มีคุณภาพจะถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างเคร่งครัด เป็นการดีที่สุดที่จะใช้เครื่องบินพื้นดินหลายแห่งเพราะโดยทั่วไปแล้วจะลดการแผ่รังสีและความต้านทานต่อพื้นดินที่ต่ำกว่า

●ประเภทวัสดุเลเยอร์
คุณสมบัติทางความร้อนเชิงกลและไฟฟ้าของแต่ละพื้นผิวและวิธีการโต้ตอบมีความสำคัญต่อการเลือกวัสดุลามิเนต PCB

แผงวงจรมักจะประกอบด้วยแกนพื้นผิวใยแก้วที่แข็งแรงซึ่งให้ความหนาและความแข็งแกร่งของ PCB PCB ที่ยืดหยุ่นบางอย่างอาจทำจากพลาสติกอุณหภูมิสูงที่ยืดหยุ่น

ชั้นพื้นผิวเป็นฟอยล์บาง ๆ ที่ทำจากฟอยล์ทองแดงที่ติดอยู่กับบอร์ด ทองแดงมีอยู่ทั้งสองด้านของ PCB สองด้านและความหนาของทองแดงแตกต่างกันไปตามจำนวนชั้นของสแต็ค PCB

ครอบคลุมด้านบนของฟอยล์ทองแดงด้วยหน้ากากประสานเพื่อให้ร่องรอยทองแดงติดต่อโลหะอื่น ๆ วัสดุนี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อช่วยให้ผู้ใช้หลีกเลี่ยงการบัดกรีตำแหน่งที่ถูกต้องของสายจัมเปอร์

เลเยอร์การพิมพ์หน้าจอถูกนำไปใช้กับหน้ากากประสานเพื่อเพิ่มสัญลักษณ์ตัวเลขและตัวอักษรเพื่ออำนวยความสะดวกในการประกอบและช่วยให้ผู้คนเข้าใจแผงวงจรได้ดีขึ้น

●กำหนดสายไฟและผ่านรู
นักออกแบบควรกำหนดเส้นทางสัญญาณความเร็วสูงบนชั้นกลางระหว่างเลเยอร์ สิ่งนี้ช่วยให้ระนาบภาคพื้นดินสามารถป้องกันได้ซึ่งมีรังสีที่ปล่อยออกมาจากแทร็กด้วยความเร็วสูง

ตำแหน่งของระดับสัญญาณใกล้กับระดับระนาบช่วยให้กระแสไฟฟ้ากลับไหลในระนาบที่อยู่ติดกันซึ่งจะช่วยลดการเหนี่ยวนำเส้นทางการส่งคืน มีความจุไม่เพียงพอระหว่างพลังงานที่อยู่ติดกันและระนาบพื้นเพื่อให้การแยกส่วนที่ต่ำกว่า 500 MHz โดยใช้เทคนิคการก่อสร้างมาตรฐาน

●ระยะห่างระหว่างเลเยอร์
เนื่องจากความจุที่ลดลงการมีเพศสัมพันธ์อย่างแน่นหนาระหว่างสัญญาณและระนาบส่งคืนปัจจุบันจึงเป็นสิ่งสำคัญ พลังและระนาบพื้นดินควรเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา

เลเยอร์สัญญาณควรอยู่ใกล้กันเสมอแม้ว่าจะอยู่ในระนาบที่อยู่ติดกัน การมีเพศสัมพันธ์ที่แน่นหนาและระยะห่างระหว่างเลเยอร์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสัญญาณที่ไม่หยุดชะงักและฟังก์ชั่นโดยรวม

เพื่อสรุป
มีการออกแบบบอร์ด PCB หลายชั้นที่แตกต่างกันในเทคโนโลยีการซ้อน PCB เมื่อมีหลายเลเยอร์ที่เกี่ยวข้องจะต้องรวมวิธีการสามมิติที่พิจารณาโครงสร้างภายในและเค้าโครงพื้นผิว ด้วยความเร็วในการใช้งานที่สูงของวงจรที่ทันสมัยการออกแบบ PCB สแต็กอย่างระมัดระวังจะต้องทำเพื่อปรับปรุงความสามารถในการกระจายและการรบกวนที่ จำกัด PCB ที่ออกแบบมาไม่ดีอาจลดการส่งสัญญาณความสามารถในการผลิตการส่งกำลังและความน่าเชื่อถือในระยะยาว