Proceso de procesamiento y configuración en capas de apilamiento de PCB
La capa de PCB se refiere a la disposición de la capa de cobre y la capa aislante de la PCB antes del diseño de la placa de circuito.. La capa superpuesta de PCB puede ayudarle a minimizar la vulnerabilidad del circuito al ruido externo., para maximizar la reducción de la amplitud y reducir la impedancia y los problemas de tendido en el diseño de PCB de alta velocidad. Muchos lineboards ahora están diseñados con capas apiladas.. La estructura y el proceso de producción de materiales de PCB son vínculos importantes.. LST puede proporcionarle una gama completa de servicios de procesamiento y diseño de superposición de PCB.
Importancia de la configuración de la capa de PCB
Impedancia controlada
Algunos componentes lógicos de las PCB pueden ser tan rápidos que producen reflejos dañinos. Para evitar tales reflejos, es necesario que el circuito transmita señales de alta velocidad a lo largo de caminos con una impedancia predeterminada. Esto requiere que los PCB tengan una impedancia controlada a lo largo de las pistas de alta velocidad.. Los fabricantes pueden obtener la impedancia deseada utilizando material especial para los sustratos y controlando su espesor..
Diafonía
Con dos pistas en una PCB paralelas a cierta distancia, Es fácil que las señales de alta velocidad en una traza se acoplen electromagnéticamente en la otra., perturbar la calidad de la señal en este último rastro. Los diseñadores evitan este tipo de interferencias entre las trazas:
Aumentando la brecha entre las dos trazas., si están en la misma capa
Insertar un plano de tierra/potencia entre las dos pistas, si están en capas adyacentes
Enrutar las pistas para que sean perpendiculares entre sí.
Todo lo anterior está puramente relacionado con el diseño., y no hay contribución del fabricante.
capacitancia entre planos
Con el aumento de la velocidad de la señal, especialmente por encima de 100MHz, La falta de capacitancia provoca un aumento en el incumplimiento de los requisitos de EMI.. Colocar condensadores discretos en rieles eléctricos no resuelve el problema ya que su inductancia de montaje es alta. Los diseñadores proporcionan capacitancia enterrada o capacitancia intercalada colocando los planos de potencia y de tierra muy cerca uno del otro.. Típicamente, la distancia entre los dos es menor que 3 mils.
Principios del diseño de apilamiento de PCB:
1. Determinar las capas de la PCB desde la perspectiva del cableado., fabricación, y diseño.
2. La capa de tierra debe colocarse debajo de la superficie del componente para proporcionar blindaje y servir como plano de referencia para el cableado de la capa superior.. Las capas de señales sensibles deben estar adyacentes a la energía/formación interna con membranas de cobre que bloqueen las señales..
3. Todas las capas de señal deben colocarse junto a la capa de tierra siempre que sea posible..
4. Deben evitarse las capas de señal directamente adyacentes para evitar interferencias electromagnéticas.. Agregar planos de tierra entre las dos capas de señal puede prevenir eficazmente la interferencia.
5. La fuente de alimentación principal debe colocarse lo más cerca posible de los componentes relevantes..
6. La estructura de presión de la capa debe ser simétrica..
7. Para las capas de la placa base, controlar la distancia puede ser un desafío. Para frecuencias de hasta 50MHz, se recomienda: Mantenga el componente y las superficies de soldadura completamente horizontales. (blindado) sin capas de cableado paralelas adyacentes, Coloque todas las capas de señal al lado del plano de tierra., y evitar cruces de señales clave en el área de división.
8. Múltiples capas electrostáticas de tierra pueden reducir efectivamente la impedancia de tierra. Por ejemplo, El uso de planos de tierra separados para las capas de señal A y B puede reducir la interferencia del comodelo..
fabricación de PCB
Para tomar las mejores decisiones al diseñar una pila de PCB, Es útil comprender el proceso de fabricación de placas de circuito impreso.. Si bien los fabricantes utilizan varios métodos para fabricar PCB multicapa, la laminación con papel de aluminio es la más común y económica entre ellas..
Por ejemplo, una PCB típica de seis capas tiene tres componentes básicos en su apilamiento:
♥Lámina de cobre
♥Preimpregnado
♥Laminados
Después de laminar y perforar el apilamiento., Las capas exteriores de una PCB son siempre láminas sólidas de cobre.. El cobre proporciona un camino para la corriente de recubrimiento con la que el fabricante cubre el cobre en los orificios perforados para los cables y vías de los componentes..
El preimpregnado es una tela tejida de fibra de vidrio generalmente recubierta con un sistema de resina.. La resina depende del diseño particular.. Sólo está parcialmente curado y sirve como adhesivo cuando el fabricante lamina el apilamiento..
El laminado tiene el mismo material de resina/vidrio que el preimpregnado.. El laminado también tiene una capa de lámina de cobre en cada lado unida al laminado.. La prensa que une la lámina de cobre al laminado también cura la resina., de modo que la composición forme el laminado como un material rígido. El fabricante grabará las capas planas y las rutas de señal internas en este laminado., dos a la vez.
El fabricante siempre forma las capas por parejas.. Por razones de fabricabilidad, Los fabricantes siempre diseñan el apilamiento incluso con múltiples capas.. El fabricante puede utilizar otras formas de laminación para la acumulación que implican múltiples ciclos de laminación junto con vías ciegas y enterradas.. El costo del tablero depende de los procesos de fabricación que haya utilizado el fabricante..
Flujo de proceso
Mientras se fabrica una multicapa tarjeta de circuito impreso, Una de las principales consideraciones es lograr un control estricto sobre la impedancia.. El fabricante ejerce este control de tres maneras: grabando y recubriendo el ancho adecuado de las pistas en las capas exteriores., grabando las huellas de las capas internas, y mantener un espesor específico durante el ciclo de laminación.
El grabado es el proceso de eliminar el cobre no deseado entre los rastros., y afecta la impedancia de las pistas dependiendo de su ancho y espaciado. Típicamente, el fabricante coloca una resistencia al grabado en todos los circuitos de cobre que deben permanecer. Esto permite que la solución de grabado elimine el cobre desnudo.. Sin embargo, esto también graba el cobre de lado, dando como resultado que la traza sea más ancha en la parte inferior que en la parte superior, formando una sección transversal trapezoidal. La situación se agrava cuando el espesor del cobre es elevado., y el error crece. Por lo tanto, para un buen control sobre la impedancia, es preferible una capa de cobre más delgada. fabricantes, por lo tanto, Prefiero usar capas de cobre de ½ onza para las capas de señal internas..
Los fabricantes colocan primero las capas de cobre en las capas exteriores., para depositar cobre en los agujeros. Más tarde, eliminan el cobre no deseado para formar los rastros de señal. Como el cobre en las capas exteriores es más grueso., Es necesario tener mucho cuidado para cumplir con la tolerancia especificada.. Por lo tanto, Los fabricantes utilizan impedancia controlada sólo para señales en capas internas..
Al laminar, la resina contenida en el preimpregnado se funde y fluye, Llenar los huecos en las capas de cobre adyacentes.. La presión aplicada durante la laminación exprime el exceso de resina preimpregnada de los bordes del tablero., haciendo que las capas preimpregnadas se adelgacen.
La distancia entre la capa de traza y su plano más cercano es la dimensión más importante para controlar la precisión de la impedancia.. Los diseñadores prefieren hacer coincidir capas de señal en lugar de capas planas a lo largo de un laminado.. El uso de una laminación entre dos capas garantiza la precisión de la separación..
Constante dieléctrica
Para un sistema laminado, su constante dieléctrica o Dk es importante. La constante dieléctrica afecta directamente la capacitancia parásita del laminado.. En una línea de transmisión formada por una traza de cobre., plano de cobre, y laminado, La impedancia de la línea de transmisión depende directamente de la capacitancia parásita formada entre la capa plana y la traza..
La constante dieléctrica afecta inversamente a la impedancia.. Esto se debe a que la capacitancia parásita aumenta con una constante dieléctrica más alta.. Por lo tanto, Un conocimiento preciso de los tipos de laminados disponibles es esencial para fabricar PCB con una impedancia controlada específica..
Tipos de laminado
Los fabricantes ofrecen varios tipos de laminados.. Los fabricantes seleccionan sistemas laminados que estén fácilmente disponibles en la región donde fabricarán los PCB.. Más a menudo, la hoja de datos de un laminado proporcionada por la industria solo se ajusta a un estándar IPC. Tiene información eléctrica para la tangente de pérdida típica y la constante dieléctrica medida en 1 megahercio. Sin embargo, Ambas cantidades varían con la frecuencia y la proporción de vidrio a resina.. Pero para un cálculo de impedancia confiable, la constante dieléctrica que debe utilizar el fabricante es para frecuencias aproximadamente 2 GHz. Afortunadamente, Los fabricantes de este laminado proporcionan esta información..
Organizar las capas
El diseñador debe determinar el número de planos de potencia y capas de señal., Disponiéndolos de manera que el diseño cumpla con las reglas de integridad de la señal y las necesidades de suministro de energía.. Para una capacitancia entre planos adecuada, El diseñador debe espaciar los planos de tierra y de potencia cerca uno del otro.. Esto puede requerir un equilibrio entre la señal de enrutamiento en capas y la capacitancia entre planos para un PCB multicapa.
Por ejemplo, un apilamiento con solo un par de planos estrechamente espaciados puede ser bueno para el espacio de enrutamiento, pero no es muy bueno para la entrega de energía cuando se necesita capacitancia entre planos. Por otro lado, dos conjuntos de pares de planos son buenos para proporcionar capacitancia entre planos, pero reduce sustancialmente el espacio de enrutamiento.
PCB de impedancia controlada que tienen dos capas de señal entre un par de planos, no es posible utilizar una capa de tierra inundada o una capa completa de cobre, ya que la capa de cobre completa puede alterar la impedancia de las trazas en capas adyacentes.
Resumir
El diseño de placas de circuito impreso es un trabajo complejo. Fabricación de PCB La producción también requiere un buen nivel de proceso.. LST es una buena empresa de fabricación de PCB. Un buen equipo y experiencia en producción pueden ayudar a los clientes a ahorrar costos.. La solidez técnica puede ayudar a los clientes a producir capas multicapa de capas multicapa.. tarjeta de circuito impreso, si está buscando la fábrica de PCB, puedes elegirnos.
