Thông tin PCB - Hướng dẫn thiết kế ngăn xếp pcb 4 lớp tiêu chuẩn

Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về ngăn xếp pcb 4 lớp tiêu chuẩn với cấu trúc, điểm thiết kế, quy trình sản xuất và kịch bản ứng dụng của nó, cung cấp tài liệu tham khảo toàn diện cho các kỹ sư và nhà thiết kế.

Bảng mạch in là thành phần cốt lõi của các thiết bị điện tử hiện đại. Trong các thiết bị điện tử phức tạp, PCB nhiều lớp được sử dụng rộng rãi, trong đó PCB 4 lớp là một trong những lựa chọn phổ biến nhất do hiệu suất cân bằng và lợi thế chi phí.

1. Cấu trúc ngăn xếp pcb 4 lớp tiêu chuẩn

1.1 Cấu trúc xếp chồng tiêu chuẩn (từ trên xuống dưới):

Lớp trên cùng: được sử dụng để đặt các yếu tố và hệ thống dây điện.

Lớp bên trong 1: Là một hình thành (GND) để cung cấp che chắn điện từ và tham chiếu tín hiệu.

Lớp bên trong 2: Là lớp nguồn (Power Layer), được sử dụng để phân phối điện.

Tầng trệt: được sử dụng để đặt các yếu tố và hệ thống dây điện.

Cấu trúc xếp chồng này cung cấp tính chất điện tốt và tính toàn vẹn tín hiệu và phù hợp với hầu hết các thiết kế điện tử phức tạp vừa phải.

1.2 Vật liệu điện môi giữa các lớp

Vật liệu điện môi giữa các lớp thường là vải sợi thủy tinh nhúng sẵn (pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre- Hằng số điện môi và độ dày của các vật liệu này ảnh hưởng trực tiếp đến kiểm soát trở kháng và tính toàn vẹn tín hiệu của PCB.

1.3 Định tuyến và khoảng cách

Khi thiết kế PCB 4 lớp, chiều rộng dấu vết và khoảng cách cần được xem xét. Thông thường, các lớp tín hiệu có chiều rộng dấu vết và khoảng cách 0,1-0,2mm, trong khi các lớp nguồn và hệ thống được thiết kế dựa trên yêu cầu hiện tại.

Tiêu chuẩn 4 lớp pcb ngăn xếp

2. Điểm thiết kế ngăn xếp pcb 4 lớp tiêu chuẩn

2.1 Nguồn điện và phân tầng mặt đất

Nguồn điện và phân tầng mặt đất là trung tâm của thiết kế PCB nhiều lớp. Sử dụng lớp 1 bên trong làm tầng nối đất và lớp 2 bên trong làm nguồn điện có thể giảm tiếng ồn giữa nguồn điện và mặt đất một cách hiệu quả và cung cấp phân phối điện ổn định.

2.2 Tính toàn vẹn tín hiệu

Trong PCB nhiều lớp, tính toàn vẹn tín hiệu là chìa khóa cho thiết kế. Lớp trên cùng và lớp dưới cùng thường được sử dụng cho định tuyến tín hiệu tốc độ cao, trong khi lớp bên trong được sử dụng cho tín hiệu tốc độ thấp và phân phối năng lượng. Phản xạ tín hiệu và nhiễu xuyên âm có thể được giảm hiệu quả thông qua hệ thống dây điện hợp lý và thiết kế quá lỗ giữa các lớp.

2.3 Kiểm soát trở kháng

Để đảm bảo sự ổn định của truyền tín hiệu, điều khiển trở kháng chính xác là cần thiết. Trở kháng chênh lệch 50 ohms hoặc 100 ohms có thể đạt được bằng cách chọn vật liệu điện môi thích hợp và kiểm soát chiều rộng và khoảng cách của dấu vết.

3. Quy trình sản xuất ngăn xếp pcb 4 lớp tiêu chuẩn

3.1 Lựa chọn vật liệu

Chọn chất nền chất lượng cao và vải sợi thủy tinh nhúng sẵn là nền tảng để đảm bảo hiệu suất PCB. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm FR4, Rogers, v.v., với hằng số điện môi khác nhau và hệ số giãn nở nhiệt.

3.2 Cán

Lamination là một quá trình quan trọng trong sản xuất PCB nhiều lớp. Mỗi lớp vật liệu được ép lại với nhau bằng cách ép nóng ở nhiệt độ và áp suất cao để tạo thành một cấu trúc nhiều lớp mạnh mẽ.

3.3 Mạ và khắc

Sau khi cán xong, mô hình mạch được hình thành thông qua quá trình mạ và khắc. Lớp đồng mạ điện cung cấp độ dẫn điện tốt và độ bền cơ học, trong khi quá trình khắc loại bỏ lớp đồng dư thừa để tạo thành một mô hình mạch tốt.

3.4 Xử lý bề mặt

Quá trình xử lý bề mặt bao gồm cân bằng không khí nóng (HASL), mạ niken hóa học - mạ vàng (ENIG), v.v., cung cấp khả năng hàn tốt và chống oxy hóa.

4. Áp dụng kịch bản

4.1 Sản phẩm điện tử tiêu dùng

Trong các thiết bị điện tử tiêu dùng như điện thoại thông minh và máy tính bảng, PCB 4 lớp được sử dụng rộng rãi vì hiệu suất cao và chi phí thấp. Cấu trúc nhiều lớp của nó cung cấp khả năng tương thích điện từ tuyệt vời và tính toàn vẹn tín hiệu.

4.2 Thiết bị truyền thông

Trong các thiết bị truyền thông như bộ định tuyến và bộ chuyển mạch, PCB 4 lớp có thể hỗ trợ truyền tín hiệu tốc độ cao và các yêu cầu quản lý năng lượng phức tạp để đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị.

4.3 Kiểm soát công nghiệp

Trong hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp, PCB 4 lớp có thể đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy và độ bền cao. Cấu trúc nhiều lớp của nó cung cấp đủ năng lượng và khả năng phân phối tín hiệu để phù hợp với môi trường công nghiệp phức tạp.

4.4 Điện tử ô tô

Trong các hệ thống điện tử ô tô, chẳng hạn như màn hình điều khiển trung tâm, giải trí trên xe, v.v., PCB 4 lớp cung cấp khả năng chống nhiễu cao và phân phối điện ổn định để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của hệ thống.

Tiêu chuẩn 4 lớp pcb xếp chồng đã trở thành một lựa chọn quan trọng cho thiết kế điện tử hiện đại do hiệu suất vượt trội và nền kinh tế của nó. Với thiết kế cán hợp lý và quy trình sản xuất, bảng mạch có độ tin cậy cao và hiệu suất cao có thể đạt được để đáp ứng nhu cầu của một loạt các ứng dụng phức tạp. Chúng tôi hy vọng hướng dẫn này sẽ giúp các kỹ sư và nhà thiết kế hiểu rõ hơn và áp dụng công nghệ PCB 4 lớp để thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử.