Els PCB de 16 capes proporcionen la complexitat i la flexibilitat que requereixen els dispositius electrònics moderns. El disseny qualificat i la selecció de seqüències d'apilament i mètodes de connexió entre capes són fonamentals per aconseguir un rendiment òptim de la placa. En aquest article, explorarem consideracions, directrius i pràctiques recomanades per ajudar els dissenyadors i enginyers a crear plaques de circuit de 16 capes eficients i fiables.

1.Comprensió dels fonaments bàsics de la seqüència d'apilament de PCB de 16 capes

1.1 Definició i finalitat de l'ordre d'apilament

La seqüència d'apilament fa referència a la disposició i l'ordre en què materials com ara el coure i les capes aïllants es laminen junts per formar una placa de circuit multicapa. La seqüència d'apilament determina la col·locació de les capes de senyal, capes de potència, capes de terra i altres components importants en la pila.
L'objectiu principal de la seqüència d'apilament és aconseguir les propietats elèctriques i mecàniques necessàries del tauler. Té un paper vital a l'hora de determinar la impedància d'una placa de circuit, la integritat del senyal, la distribució d'energia, la gestió tèrmica i la viabilitat de fabricació. La seqüència d'apilament també afecta el rendiment general, la fiabilitat i la fabricabilitat del tauler.

1.2 Factors que afecten el disseny de la seqüència d'apilament: hi ha diversos factors a tenir en compte a l'hora de dissenyar la seqüència d'apilament d'un

PCB de 16 capes:

a) Consideracions elèctriques:La disposició dels plans de senyal, potència i terra s'ha d'optimitzar per garantir la integritat del senyal, el control de la impedància i la reducció de la interferència electromagnètica.
b) Consideracions tèrmiques:La col·locació de plànols de potència i terra i la inclusió de vies tèrmiques ajuden a dissipar la calor de manera eficaç i mantenir la temperatura de funcionament òptima del component.
c) Restriccions de fabricació:La seqüència d'apilament escollida ha de tenir en compte les capacitats i limitacions del procés de fabricació de PCB, com ara la disponibilitat del material, el nombre de capes, la relació d'aspecte del trepant,i precisió d'alineació.
d) Optimització de costos:La selecció de materials, el nombre de capes i la complexitat de l'apilament han de ser coherents amb el pressupost del projecte alhora que garanteixen el rendiment i la fiabilitat requerits.

1.3 Tipus habituals de seqüències d'apilament de plaques de circuit de 16 capes: hi ha diverses seqüències d'apilament comunes per a 16 capes

PCB, segons el rendiment i els requisits desitjats. Alguns exemples comuns inclouen:

a) Seqüència d'apilament simètric:Aquesta seqüència consisteix a col·locar capes de senyal simètricament entre les capes de potència i de terra per aconseguir una bona integritat del senyal, una diafonia mínima i una dissipació de calor equilibrada.
b) Seqüència d'apilament seqüencial:En aquesta seqüència, les capes de senyal es troben seqüencialment entre les capes de potència i terra. Proporciona un major control sobre la disposició de la capa i és beneficiós per complir els requisits específics d'integritat del senyal.
c) Ordre d'apilament mixt:Això implica una combinació d'ordres d'apilament simètrics i seqüencials. Permet la personalització i l'optimització de la disposició per a parts específiques del tauler.
d) Seqüència d'apilament sensible al senyal:Aquesta seqüència col·loca les capes de senyal sensibles més a prop del pla de terra per a una millor immunitat i aïllament al soroll.

2. Consideracions clau per a la selecció de la seqüència d'apilament de PCB de 16 capes:

2.1 Consideracions sobre la integritat del senyal i la integritat de la potència:

La seqüència d'apilament té un impacte significatiu en la integritat del senyal i la integritat de la potència del tauler. La col·locació adequada dels plans de senyal i potència/terra és fonamental per minimitzar el risc de distorsió del senyal, soroll i interferències electromagnètiques. Les consideracions clau inclouen:

a) Col·locació de la capa de senyal:Les capes de senyal d'alta velocitat s'han de col·locar a prop del pla de terra per proporcionar un camí de retorn de baixa inductància i minimitzar l'acoblament del soroll. Les capes de senyal també s'han de disposar amb cura per minimitzar la inclinació del senyal i la coincidència de longitud.
b) Distribució del pla de potència:La seqüència d'apilament ha de garantir una distribució adequada del pla de potència per donar suport a la integritat de la potència. S'haurien de col·locar estratègicament prou potència i plans de terra per minimitzar les caigudes de tensió, les discontinuïtats d'impedància i l'acoblament del soroll.
c) Condensadors de desacoblament:La col·locació adequada dels condensadors de desacoblament és fonamental per garantir una transferència d'energia adequada i minimitzar el soroll de la font d'alimentació. La seqüència d'apilament hauria de proporcionar proximitat i proximitat dels condensadors de desacoblament als plans de potència i de terra.

2.2 Gestió tèrmica i dissipació de calor:

La gestió tèrmica eficient és fonamental per garantir la fiabilitat i el rendiment de la placa de circuit. La seqüència d'apilament ha de tenir en compte la col·locació adequada dels plans d'alimentació i de terra, vies tèrmiques i altres mecanismes de refrigeració. Les consideracions importants inclouen:

a) Distribució del pla de potència:La distribució adequada de la potència i els plans de terra a tota la pila ajuda a dirigir la calor lluny dels components sensibles i garanteix una distribució uniforme de la temperatura a tot el tauler.
b) Vies tèrmiques:La seqüència d'apilament ha de permetre una col·locació tèrmica eficaç per facilitar la dissipació de la calor de la capa interior a la capa exterior o dissipador de calor. Això ajuda a prevenir punts calents localitzats i garanteix una dissipació eficient de la calor.
c) Col·locació dels components:La seqüència d'apilament ha de tenir en compte la disposició i la proximitat dels components de calefacció per evitar el sobreescalfament. També s'ha de considerar l'alineació adequada dels components amb mecanismes de refrigeració com ara dissipadors de calor o ventiladors.

2.3 Restriccions de fabricació i optimització de costos:

La seqüència d'apilament ha de tenir en compte les limitacions de fabricació i l'optimització de costos, ja que tenen un paper important en la viabilitat i assequibilitat del tauler. Les consideracions inclouen:

a) Disponibilitat de material:La seqüència d'apilament seleccionada ha de ser coherent amb la disponibilitat de materials i la seva compatibilitat amb el procés de fabricació de PCB seleccionat.
b) Nombre de capes i complexitat:La seqüència d'apilament s'ha de dissenyar dins de les limitacions del procés de fabricació de PCB seleccionat, tenint en compte factors com ara el nombre de capes, la relació d'aspecte del trepant i la precisió d'alineació.
c) Optimització de costos:La seqüència d'apilament hauria d'optimitzar l'ús de materials i reduir la complexitat de fabricació sense comprometre el rendiment i la fiabilitat requerits. Ha de tenir com a objectiu minimitzar els costos associats amb els residus de materials, la complexitat del procés i el muntatge.

2.4 Alineació de la capa i diafonia del senyal:

La seqüència d'apilament hauria d'abordar els problemes d'alineació de la capa i minimitzar la diafonia del senyal que pot afectar negativament la integritat del senyal. Les consideracions importants inclouen:

a) Apilament simètric:L'apilament simètric de les capes de senyal entre les capes d'alimentació i de terra ajuda a minimitzar l'acoblament i reduir la diafonia.
b) Encaminament de parells diferencials:La seqüència d'apilament hauria de permetre que les capes de senyal estiguin alineades correctament per a l'encaminament eficient dels senyals diferencials d'alta velocitat. Això ajuda a mantenir la integritat del senyal i minimitzar la diafonia.
c) Separació del senyal:La seqüència d'apilament hauria de tenir en compte la separació de senyals analògics i digitals sensibles per reduir la diafonia i les interferències.

2.5 Control d'impedància i integració RF/microones:

Per a aplicacions de RF/microones, la seqüència d'apilament és fonamental per aconseguir un control i una integració adequats de la impedància. Les consideracions clau inclouen:

a) Impedància controlada:La seqüència d'apilament ha de permetre un disseny d'impedància controlada, tenint en compte factors com ara l'amplada de traça, el gruix dielèctric i la disposició de la capa. Això garanteix la correcta propagació del senyal i la concordança d'impedància per als senyals de RF/microones.
b) Col·locació de la capa de senyal:Els senyals de RF/microones s'han de col·locar estratègicament a prop de la capa exterior per minimitzar la interferència d'altres senyals i proporcionar una millor propagació del senyal.
c) Blindatge RF:La seqüència d'apilament hauria d'incloure la col·locació adequada de les capes de terra i de blindatge per aïllar i protegir els senyals de RF/microones de les interferències.

3. Mètodes de connexió entre capes

3.1 Forats passants, forats cecs i forats enterrats:

Les vies s'utilitzen àmpliament en el disseny de plaques de circuit imprès (PCB) com a mitjà per connectar diferents capes. Són forats perforats a través de totes les capes de la PCB i estan xapats per proporcionar continuïtat elèctrica. Els forats passants proporcionen una connexió elèctrica forta i són relativament fàcils de fer i reparar. Tanmateix, requereixen mides de broques més grans, que ocupen un espai valuós a la PCB i limiten les opcions d'encaminament.
Les vies cegues i enterrades són mètodes alternatius de connexió entre capes que ofereixen avantatges en la utilització de l'espai i la flexibilitat d'encaminament.
Les vies cegues es foren des de la superfície del PCB i acaben en capes interiors sense passar per totes les capes. Permeten connexions entre capes adjacents mentre no s'afecten les capes més profundes. Això permet un ús més eficient de l'espai del tauler i redueix el nombre de forats. Les vies enterrades, en canvi, són forats que estan completament tancats dins de les capes interiors del PCB i no s'estenen a les capes exteriors. Proporcionen connexions entre capes interiors sense afectar les capes exteriors. Les vies enterrades tenen més avantatges d'estalvi d'espai que els forats passants i les vies cegues perquè no ocupen cap espai a la capa exterior.
L'elecció dels forats passants, les vies cegues i les vies enterrades depèn dels requisits específics del disseny del PCB. Els forats passants s'utilitzen normalment en dissenys més senzills o on la robustesa i la reparabilitat són les principals preocupacions. En dissenys d'alta densitat on l'espai és un factor crític, com ara dispositius de mà, telèfons intel·ligents i ordinadors portàtils, es prefereixen les vies cegues i enterrades.

3.2 Micropores iTecnologia HDI:

Els microvias són forats de petit diàmetre (generalment menys de 150 micres) que proporcionen connexions entre capes d'alta densitat en PCB. Ofereixen avantatges significatius en la miniaturització, la integritat del senyal i la flexibilitat d'encaminament.
Les microvies es poden dividir en dos tipus: microvias de forat passant i microvias cegues. Els microvias es construeixen perforant forats des de la superfície superior del PCB i s'estenen per totes les capes. Les microvies cegues, com el seu nom indica, només s'estenen a capes internes específiques i no penetren totes les capes.
La interconnexió d'alta densitat (HDI) és una tecnologia que utilitza microvies i tècniques de fabricació avançades per aconseguir una densitat i un rendiment més elevats del circuit. La tecnologia HDI permet la col·locació de components més petits i un encaminament més ajustat, donant lloc a factors de forma més petits i una major integritat del senyal. La tecnologia HDI ofereix diversos avantatges respecte a la tecnologia PCB tradicional en termes de miniaturització, millora de la propagació del senyal, reducció de la distorsió del senyal i funcionalitat millorada. Permet dissenys multicapa amb múltiples microvies, escurçant així les longituds d'interconnexió i reduint la capacitat i la inductància paràsits.
La tecnologia HDI també permet l'ús de materials avançats com ara laminats d'alta freqüència i capes dielèctriques primes, que són fonamentals per a aplicacions de RF/microones. Proporciona un millor control de la impedància, redueix la pèrdua de senyal i garanteix una transmissió fiable del senyal d'alta velocitat.

3.3 Materials i processos de connexió entre capes:

La selecció de materials i tècniques de connexió entre capes és fonamental per garantir un bon rendiment elèctric, fiabilitat mecànica i fabricabilitat dels PCB. Alguns materials i tècniques de connexió entre capes d'ús habitual són:

a) Coure:El coure s'utilitza àmpliament en capes conductores i vies de PCB a causa de la seva excel·lent conductivitat i soldabilitat. Generalment es xapa al forat per proporcionar una connexió elèctrica fiable.
b) Soldadura:Les tècniques de soldadura, com ara la soldadura per ones o la soldadura per reflux, s'utilitzen sovint per fer connexions elèctriques entre els forats passants dels PCB i altres components. Apliqueu pasta de soldadura a la via i apliqueu calor per fondre la soldadura i formar una connexió fiable.
c) Galvanització:Les tècniques de galvanoplastia com ara el coure electrolític o el coure electrolític s'utilitzen per a la placa de vies per millorar la conductivitat i assegurar bones connexions elèctriques.
d) Vinculació:Les tècniques d'unió, com ara l'enllaç adhesiu o la termocompressió, s'utilitzen per unir estructures en capes i crear interconnexions fiables.
e) Material dielèctric:L'elecció del material dielèctric per a l'apilament de PCB és fonamental per a les connexions entre capes. Els laminats d'alta freqüència com els laminats FR-4 o Rogers s'utilitzen sovint per garantir una bona integritat del senyal i minimitzar la pèrdua de senyal.

3.4 Disseny i significat de la secció transversal:

El disseny de la secció transversal de l'apilament de PCB determina les propietats elèctriques i mecàniques de les connexions entre capes. Les consideracions clau per al disseny de la secció transversal inclouen:

a) Disposició de les capes:La disposició dels plans de senyal, potència i terra dins d'una pila de PCB afecta la integritat del senyal, la integritat de la potència i la interferència electromagnètica (EMI). La col·locació correcta i l'alineació de les capes de senyal amb els plans de potència i terra ajuda a minimitzar l'acoblament del soroll i a garantir camins de retorn de baixa inductància.
b) Control d'impedància:El disseny de la secció transversal hauria de tenir en compte els requisits d'impedància controlada, especialment per a senyals digitals d'alta velocitat o RF/microones. Això implica una selecció adequada de materials dielèctrics i gruixos per aconseguir la impedància característica desitjada.
c) Gestió tèrmica:El disseny de la secció transversal hauria de tenir en compte la dissipació de calor i la gestió tèrmica eficaços. La col·locació adequada dels plans de terra i de potència, vies tèrmiques i components amb mecanismes de refrigeració (com ara dissipadors de calor) ajuden a dissipar la calor i mantenir unes temperatures de funcionament òptimes.
d) Fiabilitat mecànica:El disseny de la secció ha de tenir en compte la fiabilitat mecànica, especialment en aplicacions que poden estar sotmeses a cicles tèrmics o esforços mecànics. La selecció adequada de materials, les tècniques d'unió i la configuració d'apilament ajuden a garantir la integritat estructural i la durabilitat del PCB.

4.Directrius de disseny per a PCB de 16 capes

4.1 Assignació i distribució de capes:

Quan es dissenya una placa de circuit de 16 capes, és important assignar i distribuir acuradament les capes per optimitzar el rendiment i la integritat del senyal. Aquí hi ha algunes directrius per a l'assignació de nivells
i distribució:

Determineu el nombre de capes de senyal necessàries:
Considereu la complexitat del disseny del circuit i el nombre de senyals que s'han d'encaminar. Assignar prou capes de senyal per acomodar tots els senyals requerits, assegurant un espai d'encaminament adequat i evitantcongestió. Assignar els plans de terra i de potència:
Assigna almenys dues capes interiors als plans de terra i de potència. Un pla de terra ajuda a proporcionar una referència estable per als senyals i minimitza la interferència electromagnètica (EMI). El pla d'energia proporciona una xarxa de distribució d'energia de baixa impedància que ajuda a minimitzar les caigudes de tensió.
Capes de senyal sensibles separades:
Depenent de l'aplicació, pot ser necessari separar les capes de senyal sensibles o d'alta velocitat de les capes sorolloses o d'alta potència per evitar interferències i diafonia. Això es pot fer col·locant plans de terra o d'alimentació entre ells o utilitzant capes d'aïllament.
Distribuïu uniformement les capes de senyal:
Distribuïu les capes de senyal uniformement per tota l'apilament de la placa per minimitzar l'acoblament entre senyals adjacents i mantenir la integritat del senyal. Eviteu col·locar capes de senyal una al costat de l'altra a la mateixa àrea d'apilament per minimitzar la diafonia entre capes.
Considereu els senyals d'alta freqüència:
Si el vostre disseny conté senyals d'alta freqüència, penseu a col·locar les capes de senyal d'alta freqüència més a prop de les capes exteriors per minimitzar els efectes de la línia de transmissió i reduir els retards de propagació.

4.2 Encaminament i encaminament del senyal:

El disseny de l'encaminament i la traça del senyal són fonamentals per garantir la integritat del senyal adequada i minimitzar les interferències. A continuació, es mostren algunes directrius per a la disposició i l'encaminament del senyal a les plaques de circuit de 16 capes:

Utilitzeu traces més amples per a senyals d'alta intensitat:
Per als senyals que transporten un corrent elevat, com ara connexions d'alimentació i terra, utilitzeu traces més amples per minimitzar la resistència i la caiguda de tensió.
Impedància coincident per a senyals d'alta velocitat:
Per a senyals d'alta velocitat, assegureu-vos que la impedància de traça coincideixi amb la impedància característica de la línia de transmissió per evitar reflexions i atenuació del senyal. Utilitzar tècniques de disseny d'impedància controlada i càlculs correctes d'amplada de traça.
Minimitzar les longituds de traça i els punts d'encreuament:
Mantingueu les longituds de traça tan curtes com sigui possible i reduïu el nombre de punts d'encreuament per reduir la capacitat, la inductància i les interferències paràsits. Optimitzeu la col·locació dels components i utilitzeu capes d'encaminament dedicades per evitar traces llargues i complexes.
Senyals separats d'alta velocitat i de baixa velocitat:
Separeu els senyals d'alta velocitat i de baixa velocitat per minimitzar l'impacte del soroll en els senyals d'alta velocitat. Col·loqueu senyals d'alta velocitat en capes de senyal dedicades i manteniu-los allunyats de components d'alta potència o sorollosos.
Utilitzeu parells diferencials per a senyals d'alta velocitat:
Per minimitzar el soroll i mantenir la integritat del senyal per a senyals diferencials d'alta velocitat, utilitzeu tècniques d'encaminament de parells diferencials. Mantingueu la impedància i la longitud dels parells diferencials coincidents per evitar la inclinació del senyal i la diafonia.

4.3 Distribució de la capa de terra i de la capa de potència:

La distribució adequada dels avions de terra i de potència és fonamental per aconseguir una bona integritat energètica i reduir les interferències electromagnètiques. A continuació, es mostren algunes directrius per a les assignacions de plans de terra i de potència en plaques de circuit de 16 capes:

Assignar plans de terra i d'energia dedicats:
Assigna almenys dues capes interiors per a plans de terra i de potència dedicats. Això ajuda a minimitzar els bucles de terra, reduir l'EMI i proporcionar un camí de retorn de baixa impedància per a senyals d'alta freqüència.
Plans de terra digitals i analògics separats:
Si el disseny té seccions digitals i analògiques, es recomana tenir plans de terra separats per a cada secció. Això ajuda a minimitzar l'acoblament de soroll entre les seccions digital i analògica i millora la integritat del senyal.
Col·loqueu els avions de terra i de potència a prop dels plans de senyal:
Col·loqueu els avions de terra i de potència a prop dels plans de senyal que alimenten per minimitzar l'àrea del bucle i reduir la captació de soroll.
Utilitzeu diverses vies per a avions elèctrics:
Utilitzeu diverses vies per connectar plans de potència per distribuir l'energia de manera uniforme i reduir la impedància del pla d'alimentació. Això ajuda a minimitzar les caigudes de tensió de subministrament i millora la integritat de l'alimentació.
Eviteu els colls estrets en avions elèctrics:
Eviteu els colls estrets als avions de potència, ja que poden provocar aglomeracions de corrent i augmentar la resistència, provocant caigudes de tensió i ineficiències dels avions de potència. Utilitzeu connexions fortes entre diferents àrees del pla d'energia.

4.4 Coixinet tèrmic i via col·locació:

La col·locació adequada dels coixinets tèrmics i les vies és fonamental per dissipar la calor de manera eficaç i evitar que els components s'escalfin. A continuació, es mostren algunes directrius per al coixinet tèrmic i mitjançant la col·locació en plaques de circuit de 16 capes:

Col·loqueu el coixinet tèrmic sota els components que generen calor:
Identifiqueu el component que genera calor (com ara un amplificador de potència o un IC d'alta potència) i col·loqueu el coixinet tèrmic directament a sota. Aquests coixinets tèrmics proporcionen un camí tèrmic directe per transferir calor a la capa tèrmica interna.
Utilitzeu múltiples vies tèrmiques per a la dissipació de calor:
Utilitzeu múltiples vies tèrmiques per connectar la capa tèrmica i la capa exterior per proporcionar una dissipació eficient de la calor. Aquestes vies es poden col·locar en un patró esglaonat al voltant del coixinet tèrmic per aconseguir una distribució uniforme de la calor.
Considereu la impedància tèrmica i l'apilament de capes:
Quan dissenyeu vies tèrmiques, tingueu en compte la impedància tèrmica del material del tauler i l'apilament de capes. Optimitzeu mitjançant la mida i l'espaiat per minimitzar la resistència tèrmica i maximitzar la dissipació de calor.

4.5 Col·locació dels components i integritat del senyal:

La col·locació adequada dels components és fonamental per mantenir la integritat del senyal i minimitzar les interferències. Aquí hi ha algunes pautes per col·locar components en una placa de circuit de 16 capes:

Components relacionats amb el grup:
Agrupa components relacionats que formen part del mateix subsistema o que tenen interaccions elèctriques fortes. Això redueix la longitud de la traça i minimitza l'atenuació del senyal.
Mantenir els components d'alta velocitat a prop:
Col·loqueu components d'alta velocitat, com ara oscil·ladors d'alta freqüència o microcontroladors, a prop els uns dels altres per minimitzar les longituds de traça i garantir la integritat del senyal adequada.
Minimitzar la longitud de traça dels senyals crítics:
Minimitzar la longitud de traça dels senyals crítics per reduir el retard de propagació i l'atenuació del senyal. Col·loqueu aquests components el més a prop possible.
Components sensibles separats:
Separeu els components sensibles al soroll, com ara components analògics o sensors de baix nivell, dels components d'alta potència o sorollosos per minimitzar les interferències i mantenir la integritat del senyal.
Penseu en desacoblar condensadors:
Col·loqueu els condensadors de desacoblament el més a prop possible dels pins d'alimentació de cada component per proporcionar energia neta i minimitzar les fluctuacions de tensió. Aquests condensadors ajuden a estabilitzar la font d'alimentació i reduir l'acoblament del soroll.

5.Eines de simulació i anàlisi per al disseny d'apilament

5.1 Programari de modelatge i simulació 3D:

El programari de modelatge i simulació 3D és una eina important per al disseny d'apilament perquè permet als dissenyadors crear representacions virtuals d'apilament de PCB. El programari pot visualitzar capes, components i les seves interaccions físiques. En simular l'apilament, els dissenyadors poden identificar problemes potencials com ara la diafonia del senyal, l'EMI i les limitacions mecàniques. També ajuda a verificar la disposició dels components i a optimitzar el disseny global del PCB.

5.2 Eines d'anàlisi de la integritat del senyal:

Les eines d'anàlisi de la integritat del senyal són fonamentals per analitzar i optimitzar el rendiment elèctric de les apilacions de PCB. Aquestes eines utilitzen algorismes matemàtics per simular i analitzar el comportament del senyal, inclòs el control d'impedància, les reflexions del senyal i l'acoblament del soroll. Mitjançant la simulació i l'anàlisi, els dissenyadors poden identificar possibles problemes d'integritat del senyal al principi del procés de disseny i fer els ajustos necessaris per garantir una transmissió fiable del senyal.

5.3 Eines d'anàlisi tèrmica:

Les eines d'anàlisi tèrmica tenen un paper important en el disseny de l'apilament mitjançant l'anàlisi i l'optimització de la gestió tèrmica dels PCB. Aquestes eines simulen la dissipació de la calor i la distribució de la temperatura dins de cada capa de la pila. Modelant amb precisió la dissipació de potència i els camins de transferència de calor, els dissenyadors poden identificar punts calents, optimitzar la col·locació de capes de coure i vies tèrmiques i garantir un refredament adequat dels components crítics.

5.4 Disseny per a la fabricabilitat:

El disseny per a la fabricabilitat és un aspecte important del disseny d'apilament. Hi ha una varietat d'eines de programari disponibles que poden ajudar a garantir que l'apilament seleccionat es pugui fabricar de manera eficient. Aquestes eines proporcionen comentaris sobre la viabilitat d'aconseguir l'apilament desitjat, tenint en compte factors com la disponibilitat del material, el gruix de la capa, el procés de fabricació i el cost de fabricació. Ajuden els dissenyadors a prendre decisions informades per optimitzar l'apilament per simplificar la fabricació, reduir el risc de retards i augmentar els rendiments.

6.Procés de disseny pas a pas per a PCB de 16 capes

6.1 Recollida de requisits inicials:

En aquest pas, reuniu tots els requisits necessaris per al disseny de PCB de 16 capes. Entendre la funcionalitat de la PCB, el rendiment elèctric requerit, les limitacions mecàniques i qualsevol directriu o estàndard de disseny específic que s'hagi de seguir.

6.2 Assignació i disposició dels components:

Segons els requisits, assigneu components al PCB i determineu la seva disposició. Considereu factors com la integritat del senyal, les consideracions tèrmiques i les limitacions mecàniques. Agrupeu els components en funció de les característiques elèctriques i col·loqueu-los estratègicament a la placa per minimitzar les interferències i optimitzar el flux del senyal.

6.3 Disseny d'apilament i distribució de capes:

Determineu el disseny d'apilament per a la PCB de 16 capes. Considereu factors com la constant dielèctrica, la conductivitat tèrmica i el cost per seleccionar el material adequat. Assignar senyal, potència i plans de terra segons els requisits elèctrics. Col·loqueu els plans de terra i de potència simètricament per garantir una pila equilibrada i millorar la integritat del senyal.

6.4 Encaminament del senyal i optimització de l'encaminament:

En aquest pas, les traces del senyal s'encaminen entre components per garantir un control adequat de la impedància, la integritat del senyal i minimitzar la diafonia del senyal. Optimitzeu l'encaminament per minimitzar la longitud dels senyals crítics, evitar creuar traces sensibles i mantenir la separació entre els senyals d'alta velocitat i de baixa velocitat. Utilitzeu parells diferencials i tècniques d'encaminament d'impedància controlada quan sigui necessari.

6.5 Connexions entre capes i per col·locació:

Planificar la col·locació de vies de connexió entre capes. Determineu el tipus de via adequat, com ara un forat passant o un forat cec, en funció de les transicions de capes i les connexions dels components. Optimitzeu mitjançant el disseny per minimitzar els reflexos del senyal, les discontinuïtats d'impedància i mantenir una distribució uniforme a la PCB.

6.6 Verificació i simulació del disseny final:

Abans de la fabricació, es realitzen la verificació final del disseny i les simulacions. Utilitzeu eines de simulació per analitzar dissenys de PCB per a la integritat del senyal, la integritat de la potència, el comportament tèrmic i la capacitat de fabricació. Verifiqueu el disseny amb els requisits inicials i feu els ajustos necessaris per optimitzar el rendiment i garantir la fabricabilitat.
Col·laborar i comunicar-se amb altres parts interessades, com ara enginyers elèctrics, enginyers mecànics i equips de fabricació durant tot el procés de disseny per garantir que es compleixin tots els requisits i que es resolguin problemes potencials. Reviseu i itereu els dissenys periòdicament per incorporar comentaris i millores.

7. Bones pràctiques de la indústria i casos pràctics

7.1 Casos d'èxit de disseny de PCB de 16 capes:

Cas pràctic 1:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. va dissenyar amb èxit un PCB de 16 capes per a equips de xarxa d'alta velocitat. Considerant acuradament la integritat del senyal i la distribució d'energia, aconsegueixen un rendiment superior i minimitzen les interferències electromagnètiques. La clau del seu èxit és un disseny d'apilament totalment optimitzat que utilitza tecnologia d'encaminament d'impedància controlada.

Cas pràctic 2:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. va dissenyar un PCB de 16 capes per a un dispositiu mèdic complex. Mitjançant l'ús d'una combinació de components de muntatge superficial i de forat passant, van aconseguir un disseny compacte però potent. La col·locació acurada dels components i l'encaminament eficient garanteixen una excel·lent integritat i fiabilitat del senyal.

7.2 Aprèn dels fracassos i evita les trampes:

Cas pràctic 1:Alguns fabricants de PCB van trobar problemes d'integritat del senyal en el disseny de PCB de 16 capes dels equips de comunicacions. Les raons de la fallada van ser la consideració insuficient del control d'impedància i la manca d'una distribució adequada del pla de terra. La lliçó apresa és analitzar acuradament els requisits d'integritat del senyal i fer complir les directrius de disseny de control d'impedància estrictes.

Cas pràctic 2:Alguns fabricants de PCB es van enfrontar a reptes de fabricació amb el seu PCB de 16 capes a causa de la complexitat del disseny. L'ús excessiu de vies cegues i components densament empaquetats comporta dificultats de fabricació i muntatge. La lliçó apresa és aconseguir un equilibri entre la complexitat del disseny i la capacitat de fabricació donades les capacitats del fabricant de PCB escollit.

Per evitar inconvenients i inconvenients en el disseny de PCB de 16 capes, és crucial:

a.Comprendre a fons els requisits i les limitacions del disseny.
b.Configuracions apilades que optimitzen la integritat del senyal i la distribució de potència. c. Distribuïu i organitzeu els components amb cura per optimitzar el rendiment i simplificar la fabricació.
d.Assegurar tècniques d'encaminament adequades, com ara controlar la impedància i evitar l'ús excessiu de vies cegues.
e.Col·laborar i comunicar-se eficaçment amb tots els grups d'interès implicats en el procés de disseny, inclosos els enginyers elèctrics i mecànics i els equips de fabricació.
f.Realitzar una verificació i simulació integral del disseny per identificar i corregir possibles problemes abans de la fabricació.