PCB Tecnico - Discussione sulla pianificazione dello stack di strati di progettazione del layout PCB

I progettisti di layout PCB di solito non sono coinvolti nella pianificazione degli strati utilizzati per costruire le schede che stanno progettando. Per impostare lo strumento di progettazione, ovviamente devono conoscere il numero corretto di livelli e la loro configurazione, ma oltre a questo, non avranno ulteriori interazioni. Ciò è dovuto principalmente a tre motivi:

I requisiti di prestazione dei PCB non erano così rigorosi come lo sono ora.

Meno materiali sono utilizzati per fare PCB.

Gli strumenti di progettazione PCB semplicemente non hanno le complesse capacità di impilare e configurare strati di oggi.

Fortunatamente, questa parte del processo di layout PCB è ora molto diversa, poiché la maggior parte dei principali strumenti di progettazione sono dotati di funzionalità avanzate di configurazione dello strato PCB. Detto questo, è ancora responsabilità del progettista completare il processo di configurazione del giusto stack di lastre per il loro design. Esamineremo questo processo e discuteremo alcune idee per costruire e configurare lo stack di strati di scheda nel software di progettazione PCB.

Il numero di strati su un circuito stampato è direttamente correlato al numero di reti che devono essere instradate. Con l'aumento della domanda di circuiti PCB, così è aumentato il numero di componenti e il numero di terminali. Allo stesso tempo, la complessità e il numero di pin dei componenti attivi sono in aumento, il che aumenta il numero netto di schede a bordo. La risposta a questi aumenti è ridurre la larghezza della traccia o aumentare il numero di strati della piastra, o entrambi, che purtroppo porta a costi di produzione più elevati.

Sebbene il numero medio di componenti sul PCB e il numero netto siano aumentati, anche le prestazioni elettriche della scheda sono migliorate. I progettisti hanno scoperto rapidamente che mentre il cablaggio richiedeva quattro strati e sei strati, in realtà dovevano raggiungere otto strati per ottenere le prestazioni elettriche desiderate. Alcuni dei motivi per questi livelli aggiuntivi includono:

1, lo spazio di instradamento dell'impedenza di controllo dell'isolamento è più grande.

2. Il routing differenziale è limitato al minor numero possibile di strati.

3. Configurazione impilabile della linea microstrip e dello strato del bordo della linea di striscia.

4. strato piano aggiuntivo per alimentatori multipli e reti di messa a terra.

Man mano che la funzionalità della scheda continua ad evolversi, un altro fattore viene introdotto nel processo di creazione di uno stack di livelli della scheda. Le più alte velocità di funzionamento delle tavole ora possono richiedere più materiali da costruzione di pannelli rispetto alle tavole utilizzate in precedenza. Lo stesso vale per schede o schede ad alta potenza che verranno utilizzate in ambienti difficili. Questi materiali possono alterare le caratteristiche della linea di trasmissione dei circuiti originariamente calcolati per i materiali standard FR-4, il che a sua volta può richiedere modifiche alla configurazione dello strato stack.

Con l'elettronica avanzata di oggi, è fondamentale creare lo stack di strati di piastra giusto per garantire che la scheda funzioni alle sue alte prestazioni. A

E poiché abbiamo appena coperto tutti i requisiti, i progettisti di layout sono più sotto pressione che mai per impilare correttamente. Diamo un'occhiata ad alcune delle altre difficoltà che i progettisti di layout affrontano.

Oggi, i progettisti di PCB affrontano molte sfide complesse di cui i progettisti di PCB del passato non dovevano preoccuparsi. Ti sembra qualcosa che devi affrontare?

Orari:

Ora, la necessità di portare i prodotti sul mercato è più urgente che mai. Non solo le aziende stanno affrontando maggiori pressioni concorrenziali, ma ci sono altre forze al lavoro. La recente pandemia COVID-19, ad esempio, ha portato a una frenesia del lavoro di progettazione medica per mettere in produzione nuovi dispositivi medici per aiutare a combattere il virus. Mentre tutti gli aspetti della progettazione sentono pressione per soddisfare questi requisiti, i progettisti PCB in particolare affrontano la sfida di rendere le schede complete rapidamente e senza errori.

Informazioni:

Come abbiamo notato in precedenza, i requisiti per le configurazioni di strati e i materiali di bordo stanno diventando sempre più complessi ogni giorno. Molti progettisti non hanno familiarità con tutti questi processi o materiali e hanno bisogno di aiuto esterno per creare strati di lastre che si adattano ai loro disegni.

Strumenti:

Alcuni strumenti di progettazione PCB non sono ancora abbastanza facili da usare per i progettisti da utilizzare efficacemente quando creano i loro stack PCB. Questo non solo rallenta il lavoro e aumenta la frustrazione, ma può anche influenzare il design della scheda.

I progettisti di layout PCB affrontano molte sfide quando cercano di ottenere il lavoro fatto. Questo è particolarmente vero quando si tenta di creare una configurazione di stack di strati di piastra per garantire che la scheda funzioni come previsto, pur essendo in grado di produrre la scheda senza errori e a costo. Diamo un'occhiata ad alcuni dei modi in cui gli strumenti di progettazione PCB possono aiutare i progettisti.

Gli strumenti CAD PCB possono fare una serie di cose per aiutare i progettisti di layout a creare e configurare stack di strati PCB. Il primo è quello di unire il generatore automatico o wizard, come mostrato nella figura sopra. Questi strumenti consentono ai progettisti di specificare livelli di stack e configurazioni che richiedono molta creazione nel database. Il passo successivo è quello di dare ai progettisti il pieno controllo sui dettagli dell'impilamento degli strati, compresa la capacità di specificare i materiali conduttivi e dielettrici delle piastre. I progettisti dovrebbero essere in grado di specificare valori e tolleranze e configurare come posizionare i livelli quando si impostano i parametri del layout.

Tuttavia, non tutto l'aiuto di cui un designer ha bisogno proviene da questi strumenti. I progettisti hanno bisogno di molta conoscenza del settore per comprendere meglio i materiali e i processi con cui lavorano. Qui, i progettisti possono beneficiare di stabilire relazioni con i produttori di contratti PCB per ottenere informazioni accurate utilizzate per creare il loro stack di schede. Come già detto, i produttori stanno facendo questo per anni e sono molto bravi in esso. I progettisti di layout dovrebbero essere incoraggiati a partecipare presto al loro PCB CM in modo da avere la laminazione corretta prima di iniziare a lavorare sul loro design PCB.