Processus de configuration et de traitement en couches d'empilement de PCB
La couche PCB fait référence à la disposition de la couche de cuivre et de la couche isolante du PCB avant la conception de la configuration du circuit imprimé.. La couche superposée du PCB peut vous aider à minimiser la vulnérabilité du circuit au bruit externe, pour maximiser la réduction de l'amplitude et réduire les problèmes d'impédance et de cordage dans la disposition des PCB à grande vitesse. De nombreux lineboards sont désormais conçus avec des couches empilées. La structure et le processus de production de matériaux des PCB sont des liens importants. LST peut vous fournir une gamme complète de services de conception et de traitement de PCB se chevauchant.
Importance de la configuration de la couche PCB
Impédance contrôlée
Certains composants logiques des PCB peuvent être si rapides qu'ils produisent des réflexions nocives. Pour éviter de tels reflets, il est nécessaire que le circuit transmette des signaux à grande vitesse le long de chemins ayant une impédance prédéterminée. Cela nécessite que les PCB aient une impédance contrôlée le long des pistes à grande vitesse.. Les fabricants peuvent obtenir l'impédance souhaitée en utilisant un matériau spécial pour les substrats et en contrôlant leur épaisseur.
Diaphonie
Avec deux traces sur un PCB parallèles sur une certaine distance, il est facile pour les signaux à grande vitesse sur une trace de se coupler électromagnétiquement à l'autre, perturber la qualité du signal dans cette dernière trace. Les concepteurs évitent une telle diaphonie entre les traces en:
Augmenter l'écart entre les deux traces, s'ils sont sur le même calque
Insérer un plan de masse/puissance entre les deux traces, s'ils sont sur des calques adjacents
Acheminer les traces de manière à ce qu'elles soient perpendiculaires les unes aux autres
Tout ce qui précède est purement lié à la conception, et il n'y a aucune contribution du fabricant.
Capacité interplan
Avec l'augmentation des vitesses des signaux, surtout au-dessus de 100 MHz, le manque de capacité entraîne une augmentation du non-respect des exigences EMI. Placer des condensateurs discrets sur les rails d'alimentation ne résout pas le problème car leur inductance de montage est élevée. Les concepteurs fournissent une capacité enterrée ou une capacité intermédiaire en plaçant les plans d'alimentation et de masse très proches les uns des autres.. Typiquement, la distance entre les deux est inférieure à 3 mils.
Principes de conception d'empilage de PCB:
1. Déterminer les couches du PCB du point de vue du câblage, fabrication, et conception.
2. La couche de terre doit être placée sous la surface du composant pour fournir un blindage et servir de plan de référence pour le câblage de la couche supérieure.. Les couches de signaux sensibles doivent être adjacentes à l'alimentation/formation interne avec des membranes de cuivre bloquant les signaux..
3. Toutes les couches de signaux doivent être placées à côté de la couche de terre dans la mesure du possible.
4. Les couches de signaux directement adjacentes doivent être évitées pour éviter les interférences électromagnétiques. L'ajout de plans de masse entre les deux couches de signal peut empêcher efficacement les interférences.
5. La source d'alimentation principale doit être placée autant que possible à côté des composants concernés..
6. La structure de pression des couches doit être symétrique.
7. Pour les couches de la carte mère, contrôler la distance peut être difficile. Pour des fréquences jusqu'à 50 MHz, il est recommandé de: garder les composants et les surfaces de soudage complets horizontalement (blindé) sans couches de câblage parallèles adjacentes, placez toutes les couches de signaux à côté du plan de sol, et éviter les croisements de signaux clés dans la zone de division.
8. Plusieurs couches électrostatiques de terre peuvent réduire efficacement l'impédance de la terre. Par exemple, l'utilisation de plans de masse séparés pour les couches de signaux A et B peut réduire les interférences du co-modèle.
fabrication de circuits imprimés
Pour prendre les meilleures décisions lors de la conception d'un empilement de PCB, il est utile de comprendre le processus de fabrication des cartes de circuits imprimés. Alors que les fabricants utilisent un certain nombre de méthodes pour fabriquer des PCB multicouches, le laminage d'aluminium est le plus courant et le plus économique d'entre eux.
Par exemple, un PCB typique à six couches a trois composants de base dans son empilement:
♥Feuille de cuivre
♥Préimprégné
♥Stratifiés
Après avoir laminé et percé l'empilement, les couches externes d'un PCB sont toujours des feuilles de cuivre solides. Le cuivre fournit un chemin pour le courant de placage avec lequel le fabricant plaque le cuivre dans les trous percés pour les câbles et vias des composants..
Le préimprégné est un tissu en fibre de verre tissé généralement recouvert d'un système de résine.. La résine dépend du design particulier. Il n'est que partiellement durci et sert d'adhésif lorsque le fabricant stratifie l'empilement..
Le stratifié a le même matériau résine/verre que le préimprégné. Le stratifié comporte également une couche de feuille de cuivre de chaque côté liée au stratifié.. La presse qui lie la feuille de cuivre au stratifié durcit également la résine, de sorte que la composition forme le stratifié comme un matériau rigide. Le fabricant gravera les couches planes et les chemins de signaux internes sur ce stratifié, deux à la fois.
Le fabricant forme toujours les couches par paires. Pour des raisons de fabricabilité, les fabricants conçoivent toujours l'empilement avec des multiples pairs de couches. Le fabricant peut utiliser d'autres formes de stratification pour la construction qui impliquent plusieurs cycles de stratification ainsi que des vias borgnes et enterrés.. Le coût du panneau dépend des procédés de fabrication utilisés par le fabricant..
Flux de processus
Lors de la fabrication d'un multicouche PCB, l'une des principales considérations est de parvenir à un contrôle strict de l'impédance. Le fabricant exerce ce contrôle de trois manières : graver et plaquer la largeur appropriée des traces sur les couches externes., graver les traces des couches internes, et maintenir une épaisseur spécifiée pendant le cycle de stratification.
La gravure est le processus d'élimination du cuivre indésirable entre les traces, et affecte l'impédance des traces en fonction de leur largeur et de leur espacement. Typiquement, le fabricant place une résine de gravure sur tous les circuits en cuivre qui doivent rester. Cela permet à la solution de gravure d'éliminer le cuivre nu. Cependant, cela grave également le cuivre sur le côté, ce qui fait que la trace est plus large en bas qu'en haut, formant une section trapézoïdale. La situation s'aggrave lorsque l'épaisseur du cuivre est élevée, et l'erreur grandit. Donc, pour un bon contrôle de l'impédance, une couche de cuivre plus fine est préférable. Fabricants, donc, préférez utiliser des couches de cuivre de ½ once pour les couches de signal internes.
Les fabricants plaquent d'abord les couches de cuivre sur les couches externes, pour déposer du cuivre dans les trous. Plus tard, ils éliminent le cuivre indésirable pour former les traces de signal. Comme le cuivre dans les couches externes est plus épais, un grand soin est nécessaire pour respecter la tolérance spécifiée. Donc, les fabricants utilisent une impédance contrôlée uniquement pour les signaux dans les couches internes.
Lors du laminage, la résine contenue dans le préimprégné fond et coule, combler les vides dans les couches de cuivre adjacentes. La pression appliquée lors du laminage fait sortir l'excès de résine préimprégnée des bords du panneau., provoquant un amincissement des couches de préimprégné.
La distance entre la couche de trace et son plan le plus proche est la dimension la plus importante pour contrôler la précision de l'impédance.. Les concepteurs préfèrent faire correspondre les couches de signaux aux couches planes sur un stratifié. L'utilisation d'un laminage entre deux couches garantit la précision de la séparation.
Constante diélectrique
Pour un système stratifié, sa constante diélectrique ou Dk est importante. La constante diélectrique affecte directement la capacité parasite du stratifié. Dans une ligne de transmission formée par une trace de cuivre, plan de cuivre, et stratifié, l'impédance de la ligne de transmission dépend directement de la capacité parasite formée entre la couche plane et la trace.
La constante diélectrique affecte inversement l'impédance. En effet, la capacité parasite augmente avec une constante diélectrique plus élevée.. Donc, une connaissance précise des types de stratifiés disponibles est essentielle pour fabriquer des PCB avec une impédance contrôlée spécifique.
Types de stratifiés
Les fabricants proposent plusieurs types de stratifiés. Les fabricants sélectionnent des systèmes de stratifié facilement disponibles dans la région où ils fabriqueront les PCB.. Le plus souvent, la fiche technique d'un stratifié fournie par l'industrie est uniquement conforme à une norme IPC. Il contient des informations électriques sur la tangente de perte typique et la constante diélectrique mesurées à 1 MHz. Cependant, ces deux quantités varient avec la fréquence et le rapport verre/résine. Mais pour un calcul d'impédance fiable, la constante diélectrique que le fabricant doit utiliser est pour des fréquences d'environ 2 Ghz. Heureusement, les fabricants de ce stratifié fournissent ces informations.
Disposer les calques
Le concepteur doit déterminer le nombre de plans de puissance et de couches de signaux, les disposer de telle sorte que la conception soit conforme aux règles d'intégrité du signal et aux besoins de fourniture d'énergie. Pour une capacité interplan appropriée, le concepteur doit espacer le sol et les avions propulseurs à proximité les uns des autres. Cela peut nécessiter un compromis entre le signal de routage sur les couches et la capacité interplan pour un PCB multicouche.
Par exemple, un empilement avec une seule paire d'avions rapprochés peut être bon pour le routage de l'espace, mais ce n'est pas très bon pour la fourniture d'énergie lorsqu'il y a besoin de capacité interplan. D'autre part, deux ensembles de paires de plans sont bons pour fournir une capacité interplan, mais réduit considérablement l'espace de routage.
PCB à impédance contrôlée comportant deux couches de signal entre une paire de plans, il n'est pas possible d'utiliser une couche de sol inondée ou une couche entièrement en cuivre, car la couche de cuivre complète peut modifier l'impédance des traces dans les couches adjacentes.
Résumer
La conception de circuits imprimés est un travail complexe. Fabrication de PCB la production nécessite également un bon niveau de processus. LST est une bonne entreprise de fabrication de PCB. Une bonne équipe et une bonne expérience de production peuvent aider les clients à réduire leurs coûts. La force technique peut aider les clients à produire des couches multicouches de couches multicouches. PCB, si vous recherchez l'usine de PCB, vous pouvez nous choisir.
