Empilhamento de camadas
Capacidades de fabricação de PCB
Como a tendência do desenvolvimento de produtos eletrônicos é em direção à miniaturização, leveza e multifuncionalidade, a aplicação de PCBs multicamadas está se tornando cada vez mais popular. O empilhamento de camadas de PCB, como base estrutural fundamental do projeto de placas de circuito multicamadas, tem impacto direto na integridade do sinal, integridade da energia e desempenho. Seja trabalhando em uma placa de duas camadas em aplicações básicas ou em uma PCB multicamadas em sistemas digitais de alta velocidade, a empilhamento de camadas é uma tecnologia fundamental a ser conhecida para obter o melhor desempenho e manter uma operação confiável.
O que é empilhamento de camadas?
O empilhamento de camadas refere-se ao layout e à ordem das camadas de cobre e das camadas dielétricas isolantes em uma placa de circuito impresso (PCB). Ele especifica a estrutura da PCB antes do trabalho de design do layout. O empilhamento contém todas as informações necessárias para a produção da PCB, incluindo quantas camadas de sinal e energia haverá, qual será a espessura do núcleo e dos materiais pré-impregnados e a espessura (peso) do cobre.
A pilha comum de PCB é construída com dois materiais isolantes principais, a saber, pré-impregnado e núcleo:
Pré-impregnado, abreviação de pré-impregnado, é um material de fibra de vidro revestido com resina que une as camadas quando calor e pressão são aplicados durante a laminação.
O núcleo da PCB é feito de uma ou mais camadas de pré-impregnado que são laminadas, prensadas e curadas termicamente em um substrato sólido com folha de cobre em ambos os lados.
Essas folhas são empilhadas em sequências específicas para formar PCBs multicamadas que suportam demandas elétricas, térmicas e mecânicas.
Por que a empilhamento é necessária no projeto de PCBs multicamadas?
Uma empilhamento bem projetado ajuda a controlar a integridade do sinal, mantendo a impedância consistente e minimizando a interferência, o que também garante uma distribuição de energia confiável e a redução da interferência eletromagnética (EMI). Além disso, um empilhamento adequado contribui para a dissipação eficaz do calor, evita a deformação da placa e permite um projeto econômico que pode ser fabricado facilmente, organizando as camadas de sinal, energia e aterramento de maneira lógica.
Em contrapartida, um projeto inadequado de empilhamento de camadas de PCB e a escolha errada de material adequado podem apresentar problemas significativos de desempenho elétrico na transmissão de sinal, aumento da radiação e diafonia, o que torna o produto mais suscetível à interferência de ruído externo. Essas questões podem levar a falhas de temporização e interferência e, por fim, a problemas operacionais que afetam consideravelmente o desempenho e a confiabilidade a longo prazo.
Nossa pilha de camadas de PCB padrão
A MOKOPCB tem a capacidade padronizada de produzir PCBs multicamadas de até 18 camadas, com espessura de placa variando de 0,3 mm a 5,0 mm, espessura de cobre variando de 0,5 a 5 oz e espaçamento mínimo entre camadas de 4 mil. Abaixo estão alguns exemplos de nossas pilhas comumente utilizadas:
Pilha de PCB de 4 camadas
Pilha de PCB de 6 camadas
Empilhamento de PCB de 8 camadas
Empilhamento de 10 camadas
Empilhamento de 12 camadas
O empilhamento real das camadas dependerá do material do PCB e de vários outros fatores. Quando você tiver requisitos especiais para o empilhamento de camadas de PCB, basta nos enviar a espessura da placa de circuito e os requisitos de número de camadas. Nossos engenheiros fornecerão o empilhamento correspondente.
5 dicas de design para construir um empilhamento de PCB eficiente
- Selecione o material dielétrico certo
A base do projeto de empilhamento de PCB é a seleção de materiais, que tem um efeito direto na propagação do sinal, bem como na configuração do clock e no gerenciamento de calor. Ao escolher materiais dielétricos, é fundamental garantir que eles atendam aos seus requisitos elétricos, mecânicos e térmicos. Por exemplo, se suas placas de circuito forem usadas em aplicações de alta frequência, você deve optar por materiais de baixa constante dielétrica que possam minimizar a perda de sinal.
- Determine a contagem ideal de camadas de sinal
A arquitetura do seu PCB é amplamente determinada pelo número de camadas de sinal, o que influencia diretamente a eficiência do roteamento. Projetos digitais de alta velocidade e aplicações que consomem muita energia tendem a ter mais camadas do que circuitos relativamente simples. Alguns componentes complexos, como BGAs, que têm passo fino e alto número de pinos, também exigem várias camadas de sinal para um roteamento denso. Além disso, requisitos rigorosos de integridade de sinal, como metas de crosstalk ultrabaixo, podem exigir o aumento do número de camadas para separar os sinais.
- Planeje a distribuição do plano de aterramento e alimentação
Planos dedicados de aterramento e alimentação otimizam as camadas de sinal e reduzem a impedância nas redes de distribuição elétrica, resultando em variações mínimas de tensão nos componentes. Os planos de aterramento estabelecem caminhos de retorno eficazes para sinais de alta frequência, diminuindo significativamente a interferência eletromagnética e o ruído cruzado. Os planos de alimentação otimizam o desacoplamento ao criar capacitância natural distribuída na placa, melhorando a resposta transitória e a compatibilidade eletromagnética. Para resultados ótimos, as camadas de aterramento e alimentação devem ser posicionadas adjacentemente, maximizando a capacitância distribuída e garantindo desempenho eletromagnético superior.
- Garanta o controle consistente da impedância
Em projetos de alta velocidade, garantir uma impedância consistente é essencial para garantir a integridade do sinal. Para isso, é importante considerar adequadamente os parâmetros do traço (largura, espaçamento e posição na pilha de PCB). Se um plano de referência sólido não estiver diretamente abaixo de um traço, os recursos de cobre próximos podem servir involuntariamente como caminho de retorno, levando à distorção do sinal. Para evitar isso, é fundamental colocar um plano de aterramento sólido diretamente abaixo dos traços com impedância controlada. Além disso, considere a forma trapezoidal dos traços gravados ao realizar cálculos de impedância.
- Otimize a sequência de camadas para reduzir a EMI
O arranjo estratégico das camadas é fundamental para reduzir a interferência eletromagnética. Use padrões alternados de planos de sinal, aterramento e alimentação para formar uma blindagem eficaz. Certifique-se de posicionar as camadas de sinal muito próximas aos planos de aterramento para obter um acoplamento eletromagnético firme. Deve haver espaçamento suficiente entre os planos de aterramento e alimentação, evitando a colocação de camadas de sinal adjacentes. Mantenha a simetria da pilha para evitar deformações durante o processo de fabricação e evite planos de alimentação segmentados que criam caminhos de acoplamento de ruído.
Escolha a MOKOPCB para suas necessidades de empilhamento de camadas de PCB
A MOKOPCB fornece soluções abrangentes de empilhamento de camadas de PCB e tem experiência em consultoria de projeto, configuração precisa de empilhamento e seleção de materiais para PCBs multicamadas. Nossos serviços começam com o projeto de empilhamento de camadas, seguido pela prototipagem e produção em volume total. Com quase 20 anos de experiência em fabricação, oferecemos velocidade, qualidade e valor incomparáveis na fabricação de PCBs multicamadas.
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