PCB Блог - Руководство по проектированию стандартного 4 - этажного пакета PCB

В этой статье подробно описаны стандартные 4 - слойные пакеты PCB, их структура, элементы проектирования, производственные процессы и сценарии их применения, чтобы предоставить инженерам и дизайнерам всестороннюю ссылку.

Печатные платы являются основными компонентами современной электроники. В сложных электронных устройствах широко используются многослойные PCB, из которых 4 - слойные PCB являются одним из наиболее распространенных вариантов благодаря своей сбалансированной производительности и преимуществам с точки зрения затрат.

Стандартная 4 - слойная структура PCB

1.1 Стандартная структура стека (сверху вниз):

Верхний уровень: используется для размещения элементов и проводки.

Внутренний слой 1: используется в качестве заземления (GND) для обеспечения электромагнитных экранов и сигнальных ссылок.

Внутренний слой 2: как слой питания (power), используется для распределения электроэнергии.

Нижний уровень: используется для размещения элементов и проводки.

Эта компоновка обеспечивает хорошую электрическую производительность и целостность сигнала и подходит для большинства электронных конструкций средней сложности.

1.2 Межслойный диэлектрический материал

Диэлектрический материал между слоями обычно представляет собой предварительно пропитанную стекловолокнистую ткань (предварительно пропитанную) или сердечник (сердечник). Диэлектрические константы и толщина этих материалов напрямую влияют на управление сопротивлением PCB и целостность сигнала.

1.3 Маршрутизация и расстояние

При проектировании 4 - слойного PCB необходимо учитывать ширину линии и расстояние. Обычно сигнальный слой имеет ширину следа и интервал 0,1 - 0,2 мм, в то время как силовой слой и заземление спроектированы на основе требований к току.

Стандартный 4 - слойный пакет PCB

2. Элементы проектирования стандартного 4 - этажного пакета PCB

2.1 Электрические и наземные слои

Слой питания и заземления лежит в основе многослойной конструкции PCB. Использование внутреннего слоя 1 в качестве заземления, а внутреннего слоя 2 в качестве источника питания может эффективно снизить шум между источником питания и землей и обеспечить стабильное распределение мощности.

2.2 Целостность сигнала

В многослойных PCB целостность сигнала является ключом к проектированию. Верхний и нижний уровни обычно используются для высокоскоростной маршрутизации сигнала, в то время как внутренний уровень используется для низкоскоростного сигнала и распределения мощности. Благодаря разумной конструкции проводки и межслойных перфораций можно эффективно уменьшить отражение сигнала и последовательные помехи.

2.3 Контроль сопротивления

Для обеспечения стабильности передачи сигнала требуется точное управление сопротивлением. При выборе подходящего диэлектрического материала и контроле ширины и расстояния между линиями можно достичь дифференциального сопротивления 50 Ом или 100 Ом.

Стандартный 4 - слойный процесс укладки PCB

3.1 Выбор материала

Выбор высококачественной подложки и предварительно пропитанной стекловолокнистой ткани является основой для обеспечения производительности PCB. Часто используемые материалы, такие как FR4, Rogers и другие, имеют различные диэлектрические константы и коэффициенты теплового расширения.

3.2 Слоистое давление

Ламинирование является ключевым процессом в многослойном производстве ПХД. Каждый слой материала прессуется тепловым давлением при высоких температурах и давлении, образуя прочную многослойную структуру.

3.3 Электрическое покрытие и травление

После завершения ламинации рисунок схемы формируется методом гальванического покрытия и травления. Гальваническое медное покрытие обеспечивает хорошую электропроводность и механическую прочность, в то время как процесс травления удаляет избыточный медный слой для формирования тонкой схемы.

3.4 Обработка поверхностей

Процесс обработки поверхности включает в себя выравнивание горячего воздуха (HASL), химическое никель - позолочение (ENIG) и т. Д. Для обеспечения хорошей свариваемости и антиоксидантности.

4. Сценарии применения

4.1 Потребительская электроника

В потребительских электронных продуктах, таких как смартфоны и планшеты, 4 - слойные PCB широко используются из - за их высокой производительности и низкой стоимости. Его многослойная структура обеспечивает отличную электромагнитную совместимость и целостность сигнала.

4.2 Аппаратура связи

В устройствах связи, таких как маршрутизаторы и коммутаторы, 4 - уровневый PCB может поддерживать высокоскоростную передачу сигналов и сложные требования к управлению питанием для обеспечения стабильной работы устройства.

4.3 Промышленный контроль

В системах промышленной автоматизации и управления 4 - уровневый PCB отвечает требованиям высокой надежности и долговечности. Его многослойная структура обеспечивает достаточную мощность и распределение сигналов для адаптации к сложной промышленной среде.

4.4 Автомобильная электроника

В автомобильных электронных системах, таких как центральный монитор управления, автомобильные развлечения и т. Д. 4 - уровневый PCB обеспечивает высокую помехоустойчивость и стабильное распределение питания для обеспечения надежной работы системы.

Стандартный 4 - слойный слой PCB благодаря своей превосходной производительности и экономичности стал важным выбором для современного электронного дизайна. Благодаря рациональным процессам проектирования и изготовления слоистого слоя могут быть реализованы высоконадежные и высокопроизводительные платы для удовлетворения потребностей различных сложных приложений. Мы надеемся, что это руководство поможет инженерам и дизайнерам лучше понять и применять 4 - уровневую технологию PCB для развития электронной промышленности.