Люди ожидают, что электронные продукты будут богаты функциями, но также требуют, чтобы они были маленькими и портативными, что ставит перед разработчиками печатных плат новые задачи.. Для достижения этой цели, дизайнеры обращаются к многослойные печатные платы, которые предлагают увеличенное пространство для большего количества сигналов и электронных схем, чтобы обеспечить большую функциональность. тем не мение, успешный Дизайн печатной платы зависит от тщательного рассмотрения стека печатной платы. Этот критический компонент напрямую влияет на производительность печатной платы., надежность, Стоимость, и технологичность. В этой статье, вы найдете руководство по проектированию стека печатных плат, включая правила, предложения, и примеры, которые помогут вам лучше завершить дизайн стека.
Что такое стек печатных плат?
Стек печатной платы относится к расположению медных и изоляционных слоев, составляющих печатную плату.. Типичная печатная плата состоит из чередующихся слоев меди и изоляционного материала., такие как препрег и основной слой. Медные слои содержат схемы и служат проводящими путями для электронных сигналов на плате..
Стек печатной платы является важным аспектом конструкции платы и определяет электрические свойства платы., включая целостность сигнала, распределение мощности, а также электромагнитная совместимость (ЭМС). Это также влияет на механические и тепловые свойства платы.. Количество слоев, используемых в стеке печатной платы, может быть гибким и определяется сложностью схемы и конкретными проектными требованиями..
Двухслойный стек печатной платы является самым простым и распространенным., но в конструкциях с высокой плотностью может потребоваться четыре или более слоев для размещения необходимых компонентов и маршрутизации.. Разработчики должны тщательно продумать компоновку печатной платы в процессе проектирования, чтобы убедиться, что плата соответствует необходимым электрическим и механическим требованиям, а также является рентабельной в производстве.. Правильная конструкция стека может помочь свести к минимуму потери сигнала, уменьшить электромагнитные помехи, и обеспечить стабильную сеть распределения электроэнергии, в результате получается более надежная и высокопроизводительная печатная плата.
Правила и советы по проектированию стека печатных плат
Управление хорошим стеком требует соблюдения сотен правил и критериев., но некоторые из наиболее важных из них:
- Платы заземления являются предпочтительным вариантом, поскольку они позволяют маршрутизировать сигнал в микрополосковой или полосковой конфигурации., что приводит к более низкому сопротивлению земли и уровням шума земли.
- Для предотвращения излучения высокоскоростных сигналов, важно прокладывать их на промежуточных слоях между разными уровнями, при использовании наземных плоскостей в качестве щитов.
- Сигнальные слои должны располагаться как можно ближе друг к другу, даже если они в соседних плоскостях, и всегда рядом с самолетом.
- Наличие нескольких заземляющих плоскостей выгодно, так как снижает импеданс платы по земле и уменьшает излучение..
- Крайне важно иметь сильную связь между плоскостями питания и заземления..
- Поперечное сечение рекомендуется с механической точки зрения, чтобы избежать деформаций..
- Если уровни сигналов находятся рядом с уровнями плоскости, либо земля либо питание, обратный ток может протекать через соседнюю плоскость, что помогает уменьшить индуктивность обратного пути.
- Для улучшения шумовых и электромагнитных характеристик, выполнимый способ - уменьшить толщину изоляции между сигнальным слоем и соседней с ним плоскостью.
- При выборе материалов исходя из их электрических, механический, и тепловые свойства, важно учитывать толщину каждого сигнального слоя, с учетом стандартных толщин и характеристик различных видов материалов печатных плат.
- Для проектирования стека следует использовать высококачественное программное обеспечение., выбор подходящих материалов из библиотеки и выполнение расчетов импеданса на основе их размеров.
Рекомендуемый материал и толщина
Три основных компонента стека печатных плат — это медь., изоляция, и наземная плоскость. И варианты материала и толщина для каждого из них играют решающую роль в определении его эксплуатационных характеристик..
- Медные слои
Есть несколько видов меди, каждый со своей уникальной температурой плавления, электрическая проводимость, и скорость теплового расширения. Выбор меди обычно основывается на проектных требованиях.. Стоит отметить, что более толстые медные слои повышают общую надежность конструкции., но и увеличить стоимость платы.
- Слои изоляции
FR-4 силиконы, стекло эпоксидная смола, и материалы с париленовым покрытием являются наиболее часто используемыми типами изоляционных материалов в печатных платах.. И выбор подходящих изоляционных материалов зависит от среды применения.. Для улучшения защиты от электромагнитных помех и повышения долговечности платы., рекомендуется использовать максимально толстый изоляционный слой. тем не мение, если слой изоляции слишком толстый, это может повлиять на качество дорожек и переходных отверстий.
- Слои плоскости земли
Медь и никель являются наиболее широко используемыми материалами заземления.. Выбор материала заземляющего слоя зависит от конструктивных требований и типа паяльной маски.. Рекомендуемая толщина заземляющего слоя составляет от 0.1 мм и 0.25 мм. Хотя более толстый заземляющий слой дает лучшую производительность, это также приводит к увеличению размера платы.
Примеры проектирования стека печатных плат
-
4 стек печатной платы слоя
Стандартный 4-слойный стек печатной платы обычно имеет толстый основной слой в центре платы., окружен двумя более тонкими слоями препрега, с поверхностными слоями, используемыми в основном для сигналов и монтажа компонентов. Внутренние слои часто предназначены для силовых и заземляющих цепей.. Сквозные переходные отверстия обычно используются для обеспечения соединений между слоями.. Паяльная маска с открытыми контактными площадками наносится на внешние слои для обеспечения возможности монтажа компонентов SMD и сквозных отверстий..
-
6 стек печатной платы слоя
Конструкция 6-слойной печатной платы сравнима с 4-слойной., но у него есть два дополнительных сигнальных слоя, расположенных между плоскостями, в результате получается два скрытых слоя, которые идеально подходят для высокоскоростных сигналов, и два поверхностных слоя, которые подходят для маршрутизации низкоскоростных сигналов.. Размещение сигнальных слоев близко к соседним плоскостям и использование более толстого центрального сердечника для достижения желаемой толщины платы. (У нас есть две дополнительные производственные линии, предназначенные для бессвинцовой сборки., 62 МИЛ) может значительно улучшить производительность EMI.
-
8 стек печатной платы слоя
Для 8-слойного стека печатных плат, конструкция должна включать не менее трех слоев питания/земли для повышения электромагнитной совместимости. (ЭМС) и свести к минимуму проблемы, связанные с электромагнитными помехами. Инженеры и проектировщики печатных плат обычно учитывают требования схемы при проектировании компоновки стека..
Заключение
Конструкция стека печатной платы является важным аспектом как для инженеров-электронщиков, так и для дизайнеров.. Для производства качественной электроники, необходимо учитывать различные факторы. Без хорошо спроектированного стека печатных плат, качество и производительность конечного продукта могут быть значительно снижены. Следовательно, дизайнерам важно тщательно выберите подходящие материалы для печатных плат и строительство для оптимальных результатов. Если вам не хватает опыта в проектировании печатных плат, рассмотрите возможность сотрудничества со специалистом по проектированию печатных плат. Команда печатных плат в МОКО Технология имеет большой опыт проектирования сложных стеков, включая многослойные и HDI-стеки. Мы можем помочь вам в разработке экономичного и технологичного стека, отвечающего всем электрическим требованиям..
