Processo de configuração e processamento em camadas de empilhamento de PCB
A camada PCB refere-se ao arranjo da camada de cobre e da camada isolante do PCB antes do design do layout da placa de circuito. A camada de sobreposição de PCB pode ajudá-lo a minimizar a vulnerabilidade do circuito ao ruído externo, para maximizar a redução da amplitude e reduzir os problemas de impedância e encordoamento no layout de PCB de alta velocidade. Muitos lineboards agora são projetados com camadas empilhadas. A estrutura e o processo de produção de materiais do PCB são elos importantes. LST pode fornecer uma gama completa de serviços de design e processamento de sobreposição de PCB.
Importância da configuração da camada PCB
Impedância controlada
Alguns componentes lógicos em PCBs podem ser tão rápidos que produzem reflexões prejudiciais. Para evitar tais reflexões, é necessário que o circuito transmita sinais de alta velocidade ao longo de caminhos com impedância predeterminada. Isso exige que os PCBs tenham impedância controlada ao longo de trilhas de alta velocidade. Os fabricantes podem obter a impedância desejada usando materiais especiais para os substratos e controlando sua espessura.
Conversa cruzada
Com dois traços em uma PCB paralelamente por alguma distância, é fácil para sinais de alta velocidade em um traço se acoplar eletromagneticamente ao outro, perturbando a qualidade do sinal no último traço. Os designers evitam essa interferência entre os traços,:
Aumentando a lacuna entre os dois traços, se eles estiverem na mesma camada
Inserindo um plano de aterramento/potência entre os dois traços, se eles estiverem em camadas adjacentes
Roteando os traços para que fiquem perpendiculares entre si
Todos os itens acima são puramente relacionados ao design, e não há contribuição do fabricante.
Capacitância interplanar
Com o aumento da velocidade do sinal, especialmente acima de 100 MHz, a falta de capacitância causa um aumento no não cumprimento dos requisitos de EMI. Colocar capacitores discretos em trilhos de energia não resolve o problema, pois sua indutância de montagem é alta. Os projetistas fornecem capacitância enterrada ou intercambiam capacitância, colocando os planos de alimentação e de aterramento muito próximos um do outro.. Tipicamente, a distância entre os dois é menor que 3 Mils.
Princípios de design de empilhamento de PCB:
1. Determine as camadas do PCB a partir das perspectivas da fiação, fabricação, e design.
2. A camada de aterramento deve ser colocada sob a superfície do componente para fornecer blindagem e servir como plano de referência para a fiação da camada superior. Camadas de sinal sensíveis devem ser adjacentes à alimentação/formação interna com membranas de cobre bloqueando sinais.
3. Todas as camadas de sinal devem ser colocadas próximas à camada terrestre sempre que possível.
4. Camadas de sinal diretamente adjacentes devem ser evitadas para evitar interferência eletromagnética. Adicionar planos de aterramento entre as duas camadas de sinal pode prevenir eficazmente a interferência.
5. A fonte de alimentação principal deve ser colocada próxima aos componentes relevantes, tanto quanto possível.
6. A estrutura de pressão da camada deve ser simétrica.
7. Para as camadas da placa-mãe, controlar a distância pode ser um desafio. Para frequências de até 50 MHz, é recomendado: mantenha o componente e as superfícies de soldagem completas horizontalmente (blindado) sem camadas de fiação paralelas adjacentes, coloque todas as camadas de sinal próximas ao plano de terra, e evitar cruzamentos de sinais importantes na área de divisão.
8. Múltiplas camadas eletrostáticas de aterramento podem efetivamente reduzir a impedância de aterramento. Por exemplo, usar planos de terra separados para as camadas de sinal A e B pode reduzir a interferência do co-modelo.
fabricação de placas de circuito impresso
Para tomar as melhores decisões ao projetar um empilhamento de PCB, é útil entender o processo de fabricação de placas de circuito impresso. Embora os fabricantes usem vários métodos para fabricar PCBs multicamadas, a laminação de folhas é a mais comum e econômica entre elas.
Por exemplo, um PCB típico de seis camadas possui três componentes básicos em seu empilhamento:
♥ Folha de cobre
♥ Pré-impregnado
♥Laminados
Depois de laminar e perfurar o empilhamento, as camadas externas de um PCB são sempre folhas sólidas de cobre. O cobre fornece um caminho para a corrente de galvanização com a qual o fabricante cobre o cobre nos furos perfurados para condutores e vias dos componentes.
Pré-impregnado é o tecido de fibra de vidro normalmente revestido com um sistema de resina. A resina depende do design específico. Está apenas parcialmente curado e serve como adesivo quando o fabricante lamina o empilhamento.
O laminado tem o mesmo material de resina/vidro que o pré-impregnado. O laminado também possui uma camada de folha de cobre em cada lado colada ao laminado. A prensa que une a folha de cobre ao laminado também cura a resina, para que a composição forme o laminado como um material rígido. O fabricante gravará as camadas planas e os caminhos de sinal internos neste laminado, dois de cada vez.
O fabricante sempre forma as camadas em pares. Por razões de capacidade de fabricação, os fabricantes sempre projetam o empilhamento com múltiplos pares de camadas. O fabricante pode usar outras formas de laminação para o acúmulo que envolvem vários ciclos de laminação juntamente com vias cegas e enterradas. O custo da placa depende dos processos de fabricação que o fabricante utilizou.
Fluxo do processo
Ao fabricar uma multicamada PCB, uma das principais considerações é conseguir um controle rígido sobre a impedância. O fabricante exerce esse controle de três maneiras: gravando e chapeando a largura adequada dos traços nas camadas externas, gravando os traços para as camadas internas, e mantendo uma espessura especificada durante o ciclo de laminação.
A gravação é o processo de remoção de cobre indesejado entre os vestígios, e afeta a impedância dos traços dependendo de sua largura e espaçamento. Tipicamente, o fabricante coloca uma resistência à corrosão em todos os circuitos de cobre que devem permanecer. Isto permite que a solução de gravação remova o cobre nu. No entanto, isso também grava o cobre lateralmente, resultando no traço sendo mais largo na parte inferior do que na parte superior, formando uma seção transversal trapezoidal. A situação agrava quando a espessura do cobre é alta, e o erro aumenta. Portanto, para um bom controle da impedância, uma camada de cobre mais fina é preferível. Fabricantes, portanto, prefira usar camadas de cobre de ½ onça para camadas de sinal internas.
Os fabricantes instalam primeiro as camadas de cobre nas camadas externas, para depositar cobre nos furos. Mais tarde, eles gravam o cobre indesejado para formar os traços de sinal. Como o cobre nas camadas externas é mais espesso, é necessário muito cuidado para aderir à tolerância especificada. Portanto, fabricantes usam impedância controlada apenas para sinais em camadas internas.
Ao laminar, a resina contida no pré-impregnado derrete e flui, preenchendo os vazios nas camadas de cobre adjacentes. A pressão aplicada durante a laminação comprime o excesso de resina pré-impregnada das bordas da placa, fazendo com que as camadas pré-impregnadas fiquem mais finas.
A distância entre a camada traço e seu plano mais próximo é a dimensão mais importante para controlar a precisão da impedância. Os designers preferem combinar camadas de sinal em vez de camadas planas em um laminado. O uso de uma laminação entre duas camadas garante a precisão da separação.
Constante dielétrica
Para um sistema laminado, sua constante dielétrica ou Dk é importante. A constante dielétrica afeta diretamente a capacitância parasita do laminado. Em uma linha de transmissão formada por um traço de cobre, avião de cobre, e laminado, a impedância da linha de transmissão depende diretamente da capacitância parasita formada entre a camada plana e o traço.
A constante dielétrica afeta inversamente a impedância. Isso ocorre porque a capacitância parasita aumenta com uma constante dielétrica mais alta. Portanto, um conhecimento preciso dos tipos de laminados disponíveis é essencial para fabricar PCBs com impedância específica controlada.
Tipos de laminado
Os fabricantes oferecem vários tipos de laminados. Os fabricantes selecionam sistemas laminados que estão prontamente disponíveis na região onde fabricarão os PCBs. Na maioria das vezes, a folha de dados de um laminado fornecida pela indústria está em conformidade apenas com um padrão IPC. Possui informações elétricas para tangente de perda típica e constante dielétrica medida em 1 MHz. No entanto, ambas as quantidades variam com a frequência e a proporção de vidro para resina. Mas para um cálculo de impedância confiável, a constante dielétrica que o fabricante deve usar é para frequências em torno de 2 GHz. Felizmente, os fabricantes deste laminado fornecem essas informações.
Organizando as camadas
O projetista deve determinar o número de planos de potência e camadas de sinal, organizando-os de forma que o projeto esteja em conformidade com as regras de integridade do sinal e as necessidades de fornecimento de energia. Para capacitância interplanar adequada, o projetista deve espaçar os planos de terra e de potência próximos um do outro. Isto pode exigir um compromisso entre o sinal de roteamento nas camadas e a capacitância interplanar para um PCB multicamadas.
Por exemplo, um empilhamento com apenas um par de planos espaçados pode ser bom para rotear espaço, mas não é muito bom para fornecimento de energia quando há necessidade de capacitância interplanar. Por outro lado, dois conjuntos de pares de planos são bons para fornecer capacitância interplanar, mas reduz substancialmente o espaço de roteamento.
PCBs de impedância controlada que possuem duas camadas de sinal entre um par de planos, não é possível usar uma camada de solo inundada ou uma camada totalmente de cobre, já que a camada completa de cobre pode alterar a impedância dos traços nas camadas adjacentes.
Resumir
Imprimir o design da placa de circuito é um trabalho complexo. Manufatura de PCB a produção também requer um bom nível de processo. LST é uma boa empresa de fabricação de PCB. Uma boa equipe e experiência em produção podem ajudar os clientes a economizar custos. A força técnica pode ajudar os clientes a produzir camadas multicamadas de camadas multicamadas. PCB, se você está procurando a fábrica de PCB, você pode nos escolher.
