Комплексное руководство по проектированию и прототипированию 8-слойных печатных плат
В сфере производства электроники, Печатные платы (ПХБ) играть решающую роль. Благодаря быстрому развитию технологий, Многослойные печатные платы стали широко использоваться в различных электронных устройствах благодаря своим превосходным электрическим характеристикам и оптимизированному использованию пространства.. В этой статье представлен краткий обзор и объяснения, посвященные прототипированию 8-слойных печатных плат..
Базовая структура 8-слойной печатной платы
Восьмислойная печатная плата состоит из восьми проводящих слоев. (обычно медь) чередуется с семью изоляционными слоями (обычно диэлектрические материалы). Эта структура обеспечивает более сложную маршрутизацию цепей., улучшает интеграцию схемы, и улучшает общую производительность. Каждый проводящий слой может быть проложен по мере необходимости в соответствии с проектом., а изоляционные слои обеспечивают электрическую изоляцию между слоями.
8-Слой печатной платы
1. Сигнальный слой (ВЕРШИНА)
Сигнальный слой
Первый сигнальный слой, также известный как верхний слой, — это видимая поверхность физической печатной платы, которая используется для монтажа электронных компонентов.. Как показано на схеме, этот слой имеет высокую плотность следов. Одна из причин заключается в том, что компоненты размещаются на одном и том же слое., возможность прямой трассировки без необходимости использования переходных отверстий для переключения слоев. Это позволяет избежать влияния переходных отверстий на трассировку на других слоях.. В многослойной конструкции платы, путем размещения требует тщательного рассмотрения.
2. Силовой самолет (Венчурной)
На этом уровне не отображается маршрутизация, поскольку он предназначен для сети электропитания.. Во время проектирования, определенные трассы используются для разделения разных доменов мощности. Очень важно размещать компоненты с одинаковыми требованиями к напряжению в одном и том же регионе, чтобы их можно было подключить к соответствующей зоне питания через переходные отверстия, что устраняет необходимость в дополнительной маршрутизации..
3. Сигнальный слой (Внутренний слой 3)
Внутренний слой 3
Этот уровень в основном используется для маршрутизации сигналов., хотя некоторые линии электропередачи также присутствуют. На схеме, более толстые следы представляют собой линии электропередачи, а более тонкие - это сигнальные следы.
4. Сигнальный слой (Внутренний слой 4)
Этот слой по функциям аналогичен предыдущему., используется как для передачи сигнала, так и для маршрутизации питания.
5. Земляной самолет (Гнездо)
Этот слой служит наземной сетью., соединены между собой через переходные отверстия.
6. Сигнальный слой (Внутренний слой 5)
Используется для маршрутизации сигнала.
7. Земляной самолет (Гнездо)
Этот слой отражает слой 5 а также функционирует в составе наземной сети.
8. Нижний слой
Нижний слой, как верхний слой, обычно используется для трассировки небольших компонентов. Следы многих более мелких чипов обычно находятся либо на верхнем, либо на нижнем слое..
Стандартная толщина 8-слойных печатных плат
Стандартная толщина 8-слойных печатных плат обычно составляет от 1.6 мм (63 мил) к 2.4 мм (94 мил), в зависимости от толщины медной фольги и выбора материалов препрега/сердцевины. Однако, на конечную толщину также могут влиять несколько ключевых факторов:
Толщина меди (НАПРИМЕР., 1 унция, 2 унция)
Диэлектрическое расстояние между слоями
Тип материалов используется в стеке печатной платы
Стандартная толщина 8-слойных печатных плат
Более толстые печатные платы обеспечивают большую механическую прочность и менее склонны к деформации., что делает их идеальными для промышленного применения. Более тонкие печатные платы, с другой стороны, больше подходят для компактных устройств, таких как смартфоны и портативная электроника.
В практичном дизайне, стандарт Толщина печатной платы следует определять на основе характеристик схемы, например необходимости контроля импеданса., если есть требования к терморегулированию, и производственные возможности производителя печатной платы. Соответствующая толщина обеспечивает правильную установку печатной платы внутри корпуса., совмещено с разъемами, и плавно интегрируется в конечную сборку продукта.
Ключевые аспекты проектирования 8-слойных печатных плат
1. Контроль импеданса
Высокоскоростные трассировки сигналов (НАПРИМЕР., DDR4, HDMI) требуется согласование дифференциального импеданса (обычно 100 Ом). Это достигается за счет точной настройки ширины трассы., интервал, и расстояние до опорных плоскостей.
Использовать Инструменты моделирования SI/PI (Целостность сигнала/питания) оптимизировать схему трассировки.
2. Сеть распределения электроэнергии (ПДН)
Выделенные слои питания и заземления снижают уровень шума и обеспечивают целостность электропитания..
Развязывающие конденсаторы (НАПРИМЕР., 0.1мкФ) размещаются рядом с контактами питания для подавления высокочастотных помех.
3. Дифференциальная парная маршрутизация
Дифференциальные сигнальные линии (НАПРИМЕР., USB 3.0) должны быть проложены одинаковой длины и расположены близко друг к другу параллельно..
Избегайте углов 90° — используйте 45° изгибы для уменьшения отражения сигнала и сохранения целостности.
4. Дизайн интерфейса
Ethernet: Магнитные трансформаторы следует размещать рядом с чипом PHY.; дифференциальные пары должны быть очищены от медной заливки снизу, чтобы минимизировать перекрестные помехи..
HDMI: Синфазные дроссели и компоненты защиты от электростатического разряда следует размещать рядом с разъемом.; держать внутрипарный перекос ≤ 5 мил.
5. Управление температурным режимом
Для мощных компонентов (НАПРИМЕР., процессоры), добавлять тепловые переходы или проводящие материалы под компонентом для рассеивания тепла и предотвращения нестабильности сигнала, вызванной температурой.
8-Процесс прототипирования многослойной печатной платы
Процесс прототипирования 8-слойной печатной платы обычно включает в себя следующие ключевые этапы.:
Дизайн
Используйте профессиональное программное обеспечение для электронного проектирования, чтобы создать принципиальную схему., и преобразовать его в файл макета печатной платы.Обзор
Проведите тщательный анализ файлов проекта, чтобы убедиться, что компоновка схемы точна и соответствует производственным требованиям..Фотопечать
Преобразование проверенных файлов макетов печатных плат в файлы фотопечатей., которые используются в процессе воздействия.Изготовление схемы внутреннего слоя
Импортируйте файлы фотопечатей в экспонирующий аппарат.. Использование процессов воздействия и развития, создать схему внутреннего слоя.Ламинирование
Чередуйте внутренние слои с изоляционными слоями., и склеивают их вместе под воздействием высокой температуры и давления, образуя многослойную структуру..Бурение
Просверлите отверстия в ламинированной стопке в соответствии с проектными спецификациями, чтобы обеспечить монтаж компонентов и межслойные соединения..Изготовление схемы внешнего слоя
Создайте схемы на внешних слоях меди и выполните необходимую обработку поверхности. (НАПРИМЕР., позолота, Провести кровотечение).Инспекция
Выполняйте строгие проверки качества готовой 8-слойной печатной платы., включая визуальный осмотр и электрические испытания, для обеспечения производительности и надежности.Перевозки
Как только печатные платы пройдут проверку, они упаковываются и отправляются покупателю.
8-Слой Прототипирование печатных плат Процесс
Применение 8-слойных печатных плат
8-Многослойные печатные платы широко применяются в различных отраслях промышленности благодаря своим превосходным электрическим характеристикам и превосходной целостности сигнала.. Общие области применения включают в себя:
Телекоммуникационное оборудование
В секторе связи, особенно в сфере высокочастотных, высокоскоростные системы, такие как базовые станции 5G и устройства оптической связи — 8-слойные печатные платы эффективно уменьшают перекрестные помехи сигнала и улучшают качество и стабильность передачи.Компьютеры и серверы
Современные вычислительные среды, особенно высокопроизводительные серверы и центры обработки данных, требуют сложной схемотехники и точного управления питанием. Многослойная архитектура 8-слойных печатных плат отвечает разнообразным требованиям схем и повышает эффективность обработки данных..Потребительская электроника
Такие устройства, как смартфоны, таблетки, и домашние аудиосистемы высокого класса все чаще полагаются на 8-слойные печатные платы.. По мере расширения функциональных возможностей устройства, как и плотность компонентов. Эти платы обеспечивают большую интеграцию и стабильность в компактных форм-факторах..Медицинские устройства
Сложное оборудование, такое как ультразвуковые аппараты и компьютерные томографы, выигрывает от оптимизированной компоновки и точности сигнала, обеспечиваемых 8-слойными печатными платами.. Это обеспечивает точную обработку сигнала., что имеет решающее значение для диагностической надежности.Промышленные системы управления
Системы автоматизации и промышленные роботы требуют высокой надежности и функциональной сложности.. Надежное распределение мощности и помехоустойчивость 8-слойных печатных плат делают их пригодными для суровых и требовательных промышленных условий..
8-многослойные печатные платы, с их многослойным совместным дизайном, решить ключевые проблемы, такие как целостность высокоскоростного сигнала, мощное шумоподавление, и тепловое управление. Они становятся ключевыми компонентами в таких новых областях, как 5G-коммуникация и Аппаратное обеспечение искусственного интеллекта. По мере развития технологий материалов, таких как сверхтонкие диэлектрики и лазерное сверление, границы производительности 8-слойных печатных плат будут продолжать расширяться..
