Günümüzde elektronik ürünlerin giderek kompakt hale gelen trendi, çok katmanlı baskılı devre kartlarının üç boyutlu tasarımını gerektirmektedir. Ancak katman istifleme bu tasarım perspektifiyle ilgili yeni sorunları gündeme getiriyor. Sorunlardan biri proje için yüksek kaliteli katmanlı bir yapı elde etmektir.

Çok sayıda katmandan oluşan karmaşık baskılı devreler giderek daha fazla üretildikçe, PCB'lerin istiflenmesi özellikle önemli hale geldi.

İyi bir PCB yığın tasarımı, PCB döngülerinin ve ilgili devrelerin radyasyonunu azaltmak için gereklidir. Aksine, kötü birikim, güvenlik açısından zararlı olan radyasyonu önemli ölçüde artırabilir.
PCB yığını nedir?
Nihai yerleşim tasarımı tamamlanmadan önce, PCB yığını PCB'nin yalıtkanını ve bakırını katmanlar. Etkili istifleme geliştirmek karmaşık bir süreçtir. PCB, fiziksel cihazlar arasındaki güç ve sinyalleri birbirine bağlar ve devre kartı malzemelerinin doğru şekilde katmanlanması, işlevini doğrudan etkiler.

PCB'yi neden lamine etmemiz gerekiyor?
Verimli devre kartlarının tasarlanması için PCB yığınının geliştirilmesi önemlidir. PCB yığınının birçok faydası vardır, çünkü çok katmanlı yapı enerji dağıtımını iyileştirebilir, elektromanyetik paraziti önleyebilir, çapraz girişimi sınırlayabilir ve yüksek hızlı sinyal iletimini destekleyebilir.

İstiflemenin asıl amacı birden fazla elektronik devreyi birden fazla katman halinde tek kart üzerine yerleştirmek olsa da PCB'lerin istiflenmiş yapısı başka önemli avantajlar da sağlar. Bu önlemler arasında devre kartlarının dış gürültüye karşı hassasiyetinin en aza indirilmesi ve yüksek hızlı sistemlerde çapraz konuşma ve empedans sorunlarının azaltılması yer almaktadır.

İyi bir PCB yığını aynı zamanda nihai üretim maliyetlerinin düşürülmesine de yardımcı olabilir. Verimliliği en üst düzeye çıkararak ve tüm projenin elektromanyetik uyumluluğunu geliştirerek PCB istifleme, zamandan ve paradan etkili bir şekilde tasarruf sağlayabilir.

PCB laminat tasarımı için önlemler ve kurallar
● Katman sayısı
Basit istifleme dört katmanlı PCB'leri içerebilirken, daha karmaşık kartlar profesyonel sıralı laminasyon gerektirir. Daha karmaşık olmasına rağmen katman sayısının fazla olması, tasarımcıların imkansız çözümlerle karşılaşma riskini artırmadan daha fazla yerleşim alanına sahip olmalarını sağlar.

Genel olarak, işlevselliği en üst düzeye çıkarmak amacıyla en iyi katman düzenlemesini ve aralığını elde etmek için sekiz veya daha fazla katman gerekir. Çok katmanlı kartlarda kaliteli düzlemlerin ve güç düzlemlerinin kullanılması da radyasyonu azaltabilir.

● Katman düzenlemesi
Devreyi oluşturan bakır katman ile yalıtım katmanının düzeni PCB örtüşme işlemini oluşturur. PCB bükülmesini önlemek için, katmanları yerleştirirken kartın kesitini simetrik ve dengeli hale getirmek gerekir. Örneğin sekiz katmanlı bir levhada en iyi dengeyi sağlamak için ikinci ve yedinci katmanların kalınlıkları benzer olmalıdır.

Sinyal katmanı her zaman düzleme bitişik olmalıdır, güç düzlemi ve kalite düzlemi ise sıkı bir şekilde birbirine bağlanmıştır. Birden fazla yer düzlemi kullanmak en iyisidir çünkü bunlar genellikle radyasyonu azaltır ve yer empedansını düşürür.

● Katman malzemesi türü
Her bir alt tabakanın termal, mekanik ve elektriksel özellikleri ve bunların nasıl etkileşime girdiği, PCB laminat malzemelerinin seçiminde kritik öneme sahiptir.

Devre kartı genellikle PCB'nin kalınlığını ve sağlamlığını sağlayan güçlü bir cam elyaf alt tabaka çekirdeğinden oluşur. Bazı esnek PCB'ler esnek, yüksek sıcaklığa dayanıklı plastiklerden yapılabilir.

Yüzey tabakası, tahtaya tutturulmuş bakır folyodan yapılmış ince bir folyodur. Bakır, çift taraflı bir PCB'nin her iki tarafında da bulunur ve bakırın kalınlığı, PCB yığınının katman sayısına göre değişir.

Bakır izlerinin diğer metallere temas etmesini sağlamak için bakır folyonun üstünü bir lehim maskesiyle kapatın. Bu malzeme, kullanıcıların aktarma kablolarının doğru konumunu lehimlemekten kaçınmasına yardımcı olmak için gereklidir.

Montajı kolaylaştırmak ve insanların devre kartını daha iyi anlamasını sağlamak amacıyla semboller, sayılar ve harfler eklemek için lehim maskesinin üzerine serigrafi katmanı uygulandı.

● Kabloları ve açık delikleri belirleyin
Tasarımcılar yüksek hızlı sinyalleri katmanlar arasındaki orta katmana yönlendirmelidir. Bu, yer düzleminin yüksek hızlarda raydan yayılan radyasyonu içeren bir koruma sağlamasına olanak tanır.

Sinyal seviyesinin düzlem seviyesine yakın yerleştirilmesi, geri dönüş akımının bitişik düzlemde akmasına izin vererek dönüş yolu endüktansını en aza indirir. Standart yapım teknikleri kullanılarak 500 MHz'in altında ayırmayı sağlamak için bitişik güç ve yer düzlemleri arasında yeterli kapasitans yoktur.

● Katmanlar arasındaki boşluk
Azalan kapasitans nedeniyle sinyal ile mevcut dönüş düzlemi arasındaki sıkı bağlantı kritik öneme sahiptir. Güç ve toprak düzlemleri de birbirine sıkı bir şekilde bağlanmalıdır.

Sinyal katmanları bitişik düzlemlerde bulunsalar bile her zaman birbirine yakın olmalıdır. Kesintisiz sinyaller ve genel işlevsellik için katmanlar arasında sıkı bağlantı ve aralık önemlidir.

Özetle
PCB istifleme teknolojisinde birçok farklı çok katmanlı PCB kartı tasarımı vardır. Birden fazla katman söz konusu olduğunda, iç yapıyı ve yüzey düzenini dikkate alan üç boyutlu bir yaklaşım birleştirilmelidir. Modern devrelerin yüksek çalışma hızları göz önüne alındığında, dağıtım yeteneklerini geliştirmek ve paraziti sınırlamak için dikkatli PCB yığın tasarımı yapılmalıdır. Kötü tasarlanmış bir PCB, sinyal iletimini, üretilebilirliği, güç iletimini ve uzun vadeli güvenilirliği azaltabilir.