Notizie PCB - Elementi essenziali di base della progettazione PCB multistrato

1. Determinazione della forma del bordo, dimensione e numero di strati

Qualsiasi scheda stampata ha il problema di abbinare con altre parti strutturali. Pertanto, la forma e le dimensioni del cartone stampato devono essere basate sulla struttura del prodotto. Tuttavia, dal punto di vista del processo produttivo, dovrebbe essere il più semplice possibile, generalmente un rettangolo con un rapporto di aspetto non troppo ampio per facilitare l'assemblaggio, migliorare l'efficienza produttiva e ridurre i costi del lavoro.

Il numero di strati deve essere determinato in base ai requisiti di prestazione del circuito, dimensione della scheda e densità del circuito. Per le schede stampate multistrato, le schede a quattro strati e le schede a sei strati sono le più utilizzate. Prendendo ad esempio la scheda a quattro strati, ci sono due strati conduttori (superficie del componente e superficie di saldatura), uno strato di potenza e uno strato di terra.

Gli strati della scheda multistrato dovrebbero essere simmetrici ed è meglio avere un numero pari di strati di rame, cioè quattro, sei, otto e così via. A causa della laminazione asimmetrica, la superficie della scheda è incline a deformazioni, soprattutto per le schede multistrato montate in superficie, che dovrebbe essere prestata più attenzione.

2. La posizione e l'orientamento dei componenti

La posizione e la direzione di posizionamento dei componenti devono essere considerate in primo luogo dal principio del circuito per soddisfare la direzione del circuito. Se il posizionamento è ragionevole o meno influenzerà direttamente le prestazioni della scheda stampata, in particolare il circuito analogico ad alta frequenza, il che rende i requisiti di posizione e posizionamento del dispositivo più rigorosi. Un posizionamento ragionevole dei componenti, in un certo senso, ha preannunciato il successo del design del cartone stampato. Pertanto, quando si inizia a definire il layout della scheda stampata e a determinare il layout complessivo, è necessario effettuare un'analisi dettagliata del principio del circuito e determinare prima la posizione di componenti speciali (come IC su larga scala, tubi ad alta potenza, sorgenti di segnale, ecc.) e quindi organizzare altri componenti e cercare di evitare fattori che possono causare interferenze.

D'altra parte, dovrebbe essere considerato dalla struttura generale del cartone stampato per evitare la disposizione irregolare e disordinata dei componenti. Questo non solo influisce sulla bellezza del cartone stampato, ma porta anche molti inconvenienti ai lavori di assemblaggio e manutenzione.

3. Requisiti per lo strato di cablaggio e l'area di cablaggio

In generale, il cablaggio della scheda stampata multistrato viene effettuato in base alla funzione del circuito. Nel cablaggio dello strato esterno, è richiesto più cablaggio sulla superficie di saldatura e meno cablaggio sulla superficie del componente, il che favorisce la manutenzione e la risoluzione dei problemi della scheda stampata. Fili sottili e densi e fili di segnale suscettibili di interferenze sono solitamente disposti nello strato interno. Una grande area di lamina di rame dovrebbe essere distribuita più uniformemente negli strati interni ed esterni, che contribuirà a ridurre la deformazione del bordo e anche a rendere la superficie più uniforme durante la galvanizzazione. Per evitare che l'elaborazione della forma danneggi i fili stampati e causi cortocircuiti interstrati durante l'elaborazione meccanica, la distanza tra il modello conduttivo delle aree di cablaggio dello strato interno ed esterno dovrebbe essere superiore a 50 mil dal bordo della scheda.

4. Requisiti di direzione del cavo e larghezza della linea

Il cablaggio della scheda multistrato dovrebbe separare lo strato di potenza, lo strato di terra e lo strato di segnale per ridurre l'interferenza tra potenza, terra e segnali. Le linee dei due strati adiacenti di pannelli stampati devono essere il più possibile perpendicolari tra loro o seguire linee diagonali o curve e non linee parallele, in modo da ridurre l'accoppiamento e l'interferenza tra gli strati del substrato. E il cavo dovrebbe essere il più corto possibile, specialmente per i piccoli circuiti di segnale, più corto è il filo, minore è la resistenza e minore è l'interferenza. Per le linee di segnale sullo stesso strato, evitare angoli taglienti quando si cambia direzione. La larghezza del cavo deve essere determinata in base ai requisiti di corrente e impedenza del circuito. Il cavo di ingresso di alimentazione dovrebbe essere più grande e il cavo di segnale può essere relativamente piccolo. Per le schede digitali generali, la larghezza della linea di ingresso di alimentazione può essere da 50 a 80 mil e la larghezza della linea di segnale può essere da 6 a 10 mil.

Durante il cablaggio, dovresti anche prestare attenzione alla larghezza della linea per essere il più coerente possibile per evitare un improvviso ispessimento e un improvviso assottigliamento del filo, che favorisce l'accoppiamento dell'impedenza.

5. Dimensioni del trapano e requisiti del pad

La dimensione di foratura del componente sulla scheda multistrato è correlata alla dimensione del perno del componente selezionato. Se la perforazione è troppo piccola, influenzerà l'assemblaggio e la stagnazione del dispositivo; se la foratura è troppo grande, i giunti di saldatura non sono abbastanza pieni durante la saldatura. In generale, il metodo di calcolo del diametro del foro del componente e della dimensione del pad è:

Apertura del foro del componente = diametro del perno del componente (o diagonale) + (10～30mil);

Il diametro del cuscinetto del componente â ư¥ il diametro del foro del componente + 18mil.

Per quanto riguarda il diametro del foro via, è determinato principalmente dallo spessore del bordo finito. Per le schede multistrato ad alta densità, dovrebbe essere generalmente controllato all'interno della gamma di spessore del pannello: apertura ⤠5:1. Il metodo di calcolo del via pad è:

Il diametro della via pad (VIA PAD) è maggiore o uguale al diametro della via + 12 mil.

6. Requisiti per lo strato di potere, la divisione dello strato e il foro del fiore

Per le schede stampate multistrato, c'è almeno uno strato di potenza e uno strato di terra. Poiché tutte le tensioni sul circuito stampato sono collegate allo stesso livello di potenza, lo strato di potenza deve essere partizionato e isolato. La dimensione della linea divisoria è generalmente 20-80 mil di larghezza della linea. La tensione è super alta e la linea divisoria è più spessa.

Al fine di aumentare l'affidabilità del collegamento tra il foro di saldatura e lo strato di potenza e lo strato di terra, al fine di ridurre l'assorbimento di calore metallico di grande area durante il processo di saldatura, la piastra di giunzione dovrebbe essere progettata in una forma di foro di fiore.

L'apertura del pad di isolamento è maggiore o uguale all'apertura del foro forato + 20mil.

7. Requisiti di autorizzazione di sicurezza

L'impostazione della distanza di sicurezza deve soddisfare i requisiti di sicurezza elettrica. In generale, la distanza minima dei conduttori esterni non deve essere inferiore a 4mil e la distanza minima dei conduttori interni non deve essere inferiore a 4mil. Nel caso in cui il cablaggio può essere organizzato, la distanza dovrebbe essere il più grande possibile per migliorare la resa durante la produzione del bordo e ridurre il rischio nascosto di guasto del bordo finito.

8. Requisiti per migliorare la capacità anti-interferenza di tutta la scheda

Nella progettazione di schede stampate multistrato, occorre prestare attenzione anche alla capacità anti-interferenza dell'intera scheda. I metodi generali sono i seguenti:

a. Aggiungere condensatori di filtro vicino alla potenza e alla massa di ogni IC, e la capacità è generalmente 473 o 104.

b. Per i segnali sensibili sulla scheda stampata, i cavi di schermatura che accompagnano dovrebbero essere aggiunti separatamente e ci dovrebbe essere il meno cablaggio possibile vicino alla sorgente del segnale.

c. Scegliere un punto di messa a terra ragionevole.

Quanto sopra è un'introduzione agli elementi essenziali di base della progettazione PCB multistrato. Ipcb è fornito anche ai produttori di PCB e alla tecnologia di produzione PCB.