Ngày nay, xu hướng ngày càng nhỏ gọn của các sản phẩm điện tử đòi hỏi thiết kế ba chiều của các bảng mạch in đa lớp. Tuy nhiên, việc xếp lớp làm tăng các vấn đề mới liên quan đến quan điểm thiết kế này. Một trong những vấn đề là có được bản dựng nhiều lớp chất lượng cao cho dự án.
Khi các mạch in ngày càng phức tạp bao gồm nhiều lớp được tạo ra, việc xếp chồng của PCB đã trở nên đặc biệt quan trọng.
Một thiết kế ngăn xếp PCB tốt là điều cần thiết để giảm bức xạ của các vòng PCB và các mạch liên quan. Ngược lại, sự tích lũy xấu có thể làm tăng đáng kể bức xạ, có hại từ quan điểm an toàn.
Stackup PCB là gì?
Trước khi thiết kế bố cục cuối cùng được hoàn thành, ngăn xếp PCB lớp cách điện và đồng của PCB. Phát triển xếp chồng hiệu quả là một quá trình phức tạp. PCB kết nối nguồn điện và tín hiệu giữa các thiết bị vật lý và lớp vật liệu bảng mạch chính xác ảnh hưởng trực tiếp đến chức năng của nó.
Tại sao chúng ta cần dán PCB?
Sự phát triển của stackup PCB là rất cần thiết để thiết kế các bảng mạch hiệu quả. Stackup PCB có nhiều lợi ích, bởi vì cấu trúc đa lớp có thể cải thiện phân phối năng lượng, ngăn ngừa nhiễu điện từ, giới hạn nhiễu chéo và hỗ trợ truyền tín hiệu tốc độ cao.
Mặc dù mục đích chính của việc xếp chồng là đặt nhiều mạch điện tử trên một bảng thông qua nhiều lớp, cấu trúc xếp chồng của PCB cũng cung cấp các lợi thế quan trọng khác. Những biện pháp này bao gồm giảm thiểu tính dễ bị tổn thương của các bảng mạch đối với tiếng ồn bên ngoài và giảm các vấn đề về nhiễu xuyên âm và trở kháng trong các hệ thống tốc độ cao.
Một ngăn xếp PCB tốt cũng có thể giúp đảm bảo chi phí sản xuất cuối cùng thấp hơn. Bằng cách tối đa hóa hiệu quả và cải thiện khả năng tương thích điện từ của toàn bộ dự án, việc xếp chồng PCB có thể tiết kiệm thời gian và tiền bạc một cách hiệu quả.
Các biện pháp phòng ngừa và quy tắc cho thiết kế laminate PCB
● Số lớp
Xếp chồng đơn giản có thể bao gồm PCB bốn lớp, trong khi các bảng phức tạp hơn yêu cầu cán liên tiếp chuyên nghiệp. Mặc dù phức tạp hơn, số lượng lớp cao hơn cho phép các nhà thiết kế có nhiều không gian bố trí hơn mà không làm tăng nguy cơ gặp phải các giải pháp không thể.
Nói chung, tám lớp trở lên được yêu cầu để có được sự sắp xếp lớp tốt nhất và khoảng cách để tối đa hóa chức năng. Sử dụng các mặt phẳng chất lượng và các mặt phẳng năng lượng trên bảng nhiều lớp cũng có thể làm giảm bức xạ.
● Sắp xếp lớp
Sự sắp xếp của lớp đồng và lớp cách điện cấu thành mạch cấu thành hoạt động chồng chéo PCB. Để ngăn chặn sự cong vênh của PCB, cần phải làm cho mặt cắt ngang của bảng đối xứng và cân bằng khi bố trí các lớp. Ví dụ, trong một bảng tám lớp, độ dày của các lớp thứ hai và thứ bảy phải tương tự để đạt được sự cân bằng tốt nhất.
Lớp tín hiệu phải luôn liền kề với mặt phẳng, trong khi mặt phẳng nguồn và mặt phẳng chất lượng được ghép nối với nhau. Tốt nhất là sử dụng nhiều mặt phẳng mặt đất, bởi vì chúng thường làm giảm bức xạ và trở kháng mặt đất thấp hơn.
● Loại vật liệu lớp
Các tính chất nhiệt, cơ học và điện của mỗi chất nền và cách chúng tương tác rất quan trọng đối với việc lựa chọn vật liệu gỗ PCB.
Bảng mạch thường bao gồm một lõi chất nền sợi thủy tinh mạnh, cung cấp độ dày và độ cứng của PCB. Một số PCB linh hoạt có thể được làm bằng nhựa nhiệt độ cao linh hoạt.
Lớp bề mặt là một lá mỏng làm từ lá đồng được gắn vào bảng. Đồng tồn tại ở cả hai mặt của PCB hai mặt và độ dày của đồng thay đổi tùy theo số lớp của ngăn xếp PCB.
Che trên cùng của lá đồng bằng mặt nạ hàn để làm cho dấu vết đồng tiếp xúc với các kim loại khác. Vật liệu này rất cần thiết để giúp người dùng tránh hàn vị trí chính xác của dây nhảy.
Một lớp in màn hình được áp dụng trên mặt nạ hàn để thêm các ký hiệu, số và chữ cái để tạo điều kiện lắp ráp và cho phép mọi người hiểu rõ hơn về bảng mạch.
● Xác định hệ thống dây điện và qua các lỗ
Các nhà thiết kế nên định tuyến tín hiệu tốc độ cao trên lớp giữa giữa các lớp. Điều này cho phép mặt phẳng mặt đất cung cấp bảo vệ có chứa bức xạ phát ra từ đường đua ở tốc độ cao.
Vị trí của mức tín hiệu gần với mức phẳng cho phép dòng trả về chảy trong mặt phẳng liền kề, do đó giảm thiểu độ tự cảm đường trở lại. Không có đủ điện dung giữa công suất liền kề và các mặt phẳng mặt đất để cung cấp sự tách rời dưới 500 MHz bằng các kỹ thuật xây dựng tiêu chuẩn.
● Khoảng cách giữa các lớp
Do điện dung giảm, khớp nối chặt chẽ giữa tín hiệu và mặt phẳng trở lại hiện tại là rất quan trọng. Các mặt phẳng điện và mặt đất cũng nên được kết hợp chặt chẽ với nhau.
Các lớp tín hiệu phải luôn ở gần nhau ngay cả khi chúng nằm trong các mặt phẳng liền kề. Khớp nối chặt chẽ và khoảng cách giữa các lớp là điều cần thiết cho các tín hiệu không bị gián đoạn và chức năng tổng thể.
để tổng hợp
Có nhiều thiết kế bảng PCB đa lớp khác nhau trong công nghệ xếp chồng PCB. Khi có nhiều lớp tham gia, một cách tiếp cận ba chiều xem xét cấu trúc bên trong và bố cục bề mặt phải được kết hợp. Với tốc độ hoạt động cao của các mạch hiện đại, phải thực hiện thiết kế xếp chồng PCB cẩn thận để cải thiện khả năng phân phối và giới hạn nhiễu. Một PCB được thiết kế kém có thể làm giảm truyền tín hiệu, khả năng sản xuất, truyền tải điện và độ tin cậy dài hạn.