PCB Tecnico - Layout conoscenza essenziale: progettazione di impilamento PCB

In qualità di ingegnere (quasi) PCB Layout, abbiamo bisogno di sapere che cos'è il design stack-up PCB ed essere in grado di padroneggiare la composizione dello stack-up PCB, i requisiti della progettazione stack-up e i principi di base della progettazione stack-up PCB. Avanti, scopriamolo con Banermei!

Che cosa è PCB stackup design?

Il numero di strati del PCB dipende dalla complessità del circuito stampato. Dal punto di vista del processo di elaborazione PCB, un PCB multistrato viene fabbricato impilando e premendo più "PCB a doppio pannello". Tuttavia, il numero di strati di un PCB multistrato, l'ordine di impilamento tra gli strati e la scelta delle piastre sono determinati dal progettista del circuito stampato. Questo è il cosiddetto "PCB stacking design".

La composizione dello stack PCB

Le impostazioni del livello nel file di progettazione PCB includono i seguenti tipi: strato serigrafico, strato maschera di saldatura, strato di cablaggio e strato piano.

Silk Screen: È lo strato fisico in cui le informazioni sulla descrizione del dispositivo e l'identificazione del nome della scheda PCB sono collocate sulla scheda PCB.

Soldermask: Soldermask è una parte importante del PCB. Serve principalmente come maschera di saldatura e protezione ambientale. La maschera di saldatura è uno strato di inchiostro attaccato alla superficie del PCB. La sua funzione è quella di coprire l'area PCB che non ha bisogno di essere saldata. Impedire il collegamento allo stagno, proteggendo il circuito da danni esterni in una certa misura.

Conduttore: È lo strato fisico che realizza la relazione di interconnessione tra i vari componenti della scheda PCB in modo "film positivo".

Piano: È lo strato fisico che realizza ogni alimentazione elettrica e connessione di rete a terra della scheda PCB e fornisce il riferimento di impedenza e il percorso di ritorno.

Di solito indicato come "disegno impilato", è in realtà il disegno della disposizione sovrapposta di strati di cablaggio e strati piani.

Principi di base della progettazione di stackup PCB

Necessità di progettazione di impilamento PCB: soddisfare i requisiti caratteristici di impedenza del segnale; rispettare il principio di ridurre al minimo i cicli di segnale; soddisfare i requisiti di ridurre al minimo l'interferenza del segnale nel PCB; soddisfare il principio di simmetria.

Tenendo conto dei fattori di controllo della qualità del segnale, i principi generali delle impostazioni di impilamento PCB sono i seguenti:

1. il secondo strato adiacente alla superficie del componente PCB è il piano di terra, che fornisce lo strato di schermatura del dispositivo e il cablaggio dello strato superiore per fornire un piano di riferimento.

2. Tutti gli strati di segnale sono il più vicino possibile al piano di terra per garantire un percorso di ritorno completo.

3. Cercate di evitare i due livelli di segnale direttamente adiacenti per ridurre il crosstalk.

4. L'alimentazione principale è il più vicino possibile ad esso corrispondente per formare un condensatore piano per ridurre l'impedenza piana dell'alimentazione elettrica.

5. Tenendo conto della simmetria della struttura laminata, è favorevole al controllo della deformazione durante la fabbricazione del piatto.

Per i backplane ad alta velocità, i principi generali di impilamento sono i seguenti:

1. superficie superiore e superficie inferiore sono piani di terra completi, formando una cavità schermata.

2. Non c'è cablaggio parallelo di strati adiacenti per ridurre la crosstalk, o la distanza tra gli strati di cablaggio adiacenti è molto più grande della distanza del piano di riferimento.

3. Tutti gli strati di segnale sono il più vicino possibile al piano di terra per garantire un percorso di ritorno completo.

Ricorda: nelle impostazioni specifiche di impilamento PCB, i principi di cui sopra dovrebbero essere padroneggiati e applicati in modo flessibile e un'analisi ragionevole dovrebbe essere effettuata in base alle esigenze effettive della singola scheda e infine dovrebbe essere determinato un piano di impilamento adeguato.

In generale, per circuiti ad alta velocità più complessi, è meglio non utilizzare una scheda a quattro strati in una fabbrica di PCB perché ha diversi fattori instabili, sia in termini di caratteristiche fisiche che elettriche. Se devi progettare una scheda a quattro strati, puoi considerare di impostarla come: potenza-segnale-segnale-terra. C'è una soluzione migliore: i due strati esterni sono entrambi a terra, e i due strati interni sono utilizzati per linee di alimentazione e segnale. Questa soluzione è la migliore soluzione di impilamento per la progettazione di schede a quattro strati. Ha un eccellente effetto di soppressione sull'EMI ed è anche molto utile per ridurre l'impedenza della linea di segnale. Tuttavia, lo spazio di cablaggio è piccolo ed è più difficile per la scheda con una maggiore densità di cablaggio. .