16 slāņu PCB nodrošina modernajām elektroniskajām ierīcēm nepieciešamo sarežģītību un elastību. Prasmīga konstrukcija un sakraušanas secību un starpslāņu savienojuma metožu izvēle ir ļoti svarīga, lai sasniegtu optimālu plates veiktspēju. Šajā rakstā mēs izpētīsim apsvērumus, vadlīnijas un labāko praksi, lai palīdzētu dizaineriem un inženieriem izveidot efektīvas un uzticamas 16 slāņu shēmas plates.

1. Izpratne par 16 slāņu PCB sakraušanas secības pamatiem

1.1. Kraušanas pasūtījuma definīcija un mērķis

Sakraušanas secība attiecas uz izkārtojumu un secību, kādā tādi materiāli kā varš un izolācijas slāņi tiek laminēti kopā, veidojot daudzslāņu shēmas plati. Kraušanas secība nosaka signāla slāņu, jaudas slāņu, zemes slāņu un citu svarīgu komponentu izvietojumu kaudze.
Kraušanas secības galvenais mērķis ir sasniegt nepieciešamās plāksnes elektriskās un mehāniskās īpašības. Tam ir būtiska nozīme shēmas plates pretestības, signāla integritātes, jaudas sadales, siltuma pārvaldības un ražošanas iespējamības noteikšanā. Sakraušanas secība ietekmē arī tāfeles kopējo veiktspēju, uzticamību un izgatavojamību.

1.2. Faktori, kas ietekmē sakraušanas secības izstrādi. Ir vairāki faktori, kas jāņem vērā, veidojot sakraušanas secību.

16 slāņu PCB:

a) Elektriskie apsvērumi:Signāla, jaudas un zemes plakņu izkārtojums ir jāoptimizē, lai nodrošinātu pareizu signāla integritāti, pretestības kontroli un elektromagnētisko traucējumu samazināšanu.
b) termiski apsvērumi:Strāvas un zemes plakņu izvietojums un termisko cauruļu iekļaušana palīdz efektīvi izkliedēt siltumu un uzturēt komponenta optimālo darba temperatūru.
c) Ražošanas ierobežojumi:Izvēloties kraušanas secību, jāņem vērā PCB ražošanas procesa iespējas un ierobežojumi, piemēram, materiālu pieejamība, slāņu skaits, urbja malu attiecība,un izlīdzināšanas precizitāte.
d) Izmaksu optimizācija:Materiālu izvēlei, slāņu skaitam un salikšanas sarežģītībai jāatbilst projekta budžetam, vienlaikus nodrošinot nepieciešamo veiktspēju un uzticamību.

1.3. Izplatītākie 16 slāņu shēmas plates sakraušanas secību veidi: 16 slāņu shēmām ir vairākas izplatītas kraušanas secības.

PCB, atkarībā no vēlamās veiktspējas un prasībām. Daži izplatīti piemēri:

a) Simetriskā sakraušanas secība:Šī secība ietver signāla slāņu novietošanu simetriski starp barošanas un zemes slāņiem, lai panāktu labu signāla integritāti, minimālu šķērsrunu un līdzsvarotu siltuma izkliedi.
b) Secīgā sakraušanas secība:Šajā secībā signāla slāņi atrodas secīgi starp barošanas un zemes slāni. Tas nodrošina lielāku kontroli pār slāņu izvietojumu un ir izdevīgs, lai izpildītu īpašas signāla integritātes prasības.
c) Jaukta sakraušanas secība:Tas ietver simetrisku un secīgu sakraušanas pasūtījumu kombināciju. Tas ļauj pielāgot un optimizēt izkārtojumu noteiktām dēļa daļām.
d) Signālu jutīga sakraušanas secība:Šī secība novieto jutīgos signāla slāņus tuvāk zemes plaknei, lai nodrošinātu labāku trokšņa imunitāti un izolāciju.

2. Galvenie apsvērumi, izvēloties 16 slāņu PCB sakraušanas secību:

2.1 Signāla integritātes un jaudas integritātes apsvērumi:

Kraušanas secībai ir būtiska ietekme uz plates signāla integritāti un jaudas integritāti. Pareizs signāla un jaudas/zemes plakņu izvietojums ir ļoti svarīgs, lai samazinātu signāla kropļojumu, trokšņu un elektromagnētisko traucējumu risku. Galvenie apsvērumi ietver:

a) Signāla slāņa izvietojums:Ātrgaitas signālu slāņi jānovieto tuvu iezemētajai plaknei, lai nodrošinātu zemas induktivitātes atgriešanās ceļu un samazinātu trokšņu savienojumu. Signāla slāņi ir arī rūpīgi jāizkārto, lai samazinātu signāla novirzes un garuma atbilstību.
b) Jaudas plaknes sadalījums:Kraušanas secībai ir jānodrošina adekvāts jaudas plaknes sadalījums, lai atbalstītu jaudas integritāti. Stratēģiski jānovieto pietiekami daudz jaudas un zemējuma plaknēm, lai samazinātu sprieguma kritumus, pretestības pārtraukumus un trokšņu savienojumu.
c) Atsaistes kondensatori:Pareizs atdalīšanas kondensatoru izvietojums ir ļoti svarīgs, lai nodrošinātu atbilstošu jaudas pārvadi un samazinātu strāvas padeves troksni. Kraušanas secībai jānodrošina atdalīšanas kondensatoru tuvums un tuvums jaudas un iezemējuma plaknēm.

2.2. Termiskā vadība un siltuma izkliede:

Efektīva siltuma pārvaldība ir būtiska, lai nodrošinātu shēmas plates uzticamību un veiktspēju. Kraušanas secībā jāņem vērā pareizs barošanas un iezemējuma plakņu, termisko cauruļu un citu dzesēšanas mehānismu izvietojums. Svarīgi apsvērumi ietver:

a) Jaudas plaknes sadalījums:Atbilstošs jaudas un iezemējuma sadalījums visā skurstenī palīdz novirzīt siltumu no jutīgām sastāvdaļām un nodrošina vienmērīgu temperatūras sadalījumu visā panelī.
b) Siltuma caurumi:Kraušanas secībai ir jānodrošina efektīva termiskā novietošana, lai atvieglotu siltuma izkliedi no iekšējā slāņa uz ārējo slāni vai siltuma izlietni. Tas palīdz novērst lokālus karstos punktus un nodrošina efektīvu siltuma izkliedi.
c) Komponentu izvietojums:Kraušanas secībā jāņem vērā sildīšanas komponentu izvietojums un tuvums, lai izvairītos no pārkaršanas. Jāapsver arī pareiza komponentu izlīdzināšana ar dzesēšanas mehānismiem, piemēram, siltuma izlietnēm vai ventilatoriem.

2.3. Ražošanas ierobežojumi un izmaksu optimizācija:

Sakraušanas secībā ir jāņem vērā ražošanas ierobežojumi un izmaksu optimizācija, jo tiem ir svarīga loma dēļa iespējamībā un pieejamības nodrošināšanā. Apsvērumi ietver:

a) Materiāla pieejamība:Izvēlētajai kraušanas secībai jāatbilst materiālu pieejamībai un to savietojamībai ar izvēlēto PCB ražošanas procesu.
b) Slāņu skaits un sarežģītība:Sakraušanas secība jāveido atbilstoši izvēlētā PCB ražošanas procesa ierobežojumiem, ņemot vērā tādus faktorus kā slāņu skaits, urbja malu attiecība un izlīdzināšanas precizitāte.
c) Izmaksu optimizācija:Kraušanas secībai vajadzētu optimizēt materiālu izmantošanu un samazināt ražošanas sarežģītību, neapdraudot nepieciešamo veiktspēju un uzticamību. Tā mērķis ir samazināt izmaksas, kas saistītas ar materiālu atkritumiem, procesa sarežģītību un montāžu.

2.4. Slāņu izlīdzināšana un signāla šķērsruna:

Kraušanas secībai jānovērš slāņu izlīdzināšanas problēmas un jāsamazina signāla šķērsruna, kas var negatīvi ietekmēt signāla integritāti. Svarīgi apsvērumi ietver:

a) Simetriska sakraušana:Signāla slāņu simetriska sakraušana starp jaudas un zemes slāņiem palīdz samazināt savienojumu un samazināt šķērsrunu.
b) Diferenciālā pāra maršrutēšana:Kraušanas secībai jāļauj pareizi izlīdzināt signālu slāņus, lai efektīvi maršrutētu ātrgaitas diferenciālos signālus. Tas palīdz saglabāt signāla integritāti un samazināt šķērsrunu.
c) Signāla atdalīšana:Kraušanas secībā jāņem vērā jutīgo analogo un digitālo signālu atdalīšana, lai samazinātu šķērsrunu un traucējumus.

2.5. Impedances kontrole un RF/mikroviļņu integrācija:

RF/mikroviļņu lietojumos kraušanas secība ir būtiska, lai panāktu pareizu pretestības kontroli un integrāciju. Galvenie apsvērumi ietver:

a) Kontrolēta pretestība:Kraušanas secībai ir jānodrošina kontrolēta pretestības konstrukcija, ņemot vērā tādus faktorus kā trases platums, dielektriskais biezums un slāņu izvietojums. Tas nodrošina pareizu signāla izplatīšanos un pretestības saskaņošanu RF/mikroviļņu signāliem.
b) Signāla slāņa izvietojums:RF/mikroviļņu signāli ir stratēģiski jānovieto tuvu ārējam slānim, lai samazinātu citu signālu radītos traucējumus un nodrošinātu labāku signāla izplatīšanos.
c) RF ekranēšana:Sakraušanas secībā jāiekļauj pareizs zemējuma un ekranēšanas slāņu izvietojums, lai izolētu un aizsargātu RF/mikroviļņu signālus no traucējumiem.

3.Starpslāņu savienojuma metodes

3.1. Caurumi, akli caurumi un ierakti caurumi:

Vias tiek plaši izmantotas iespiedshēmas plates (PCB) dizainā kā līdzeklis dažādu slāņu savienošanai. Tie ir urbti cauri visiem PCB slāņiem un ir pārklāti, lai nodrošinātu elektrisko nepārtrauktību. Caurumi nodrošina spēcīgu elektrisko savienojumu un ir salīdzinoši viegli izgatavojami un salabojami. Tomēr tiem ir nepieciešami lielāki urbju izmēri, kas aizņem vērtīgu vietu uz PCB un ierobežo maršrutēšanas iespējas.
Aklās un apraktas caurumi ir alternatīvas starpslāņu savienojuma metodes, kas piedāvā priekšrocības telpas izmantošanā un maršrutēšanas elastīgumā.
Aklas caurumi tiek urbti no PCB virsmas un beidzas iekšējos slāņos, neizejot cauri visiem slāņiem. Tie nodrošina savienojumus starp blakus esošajiem slāņiem, atstājot dziļākus slāņus neskartus. Tas ļauj efektīvāk izmantot dēļa vietu un samazina urbumu skaitu. No otras puses, apglabātie caurumi ir caurumi, kas ir pilnībā ietverti PCB iekšējos slāņos un nesniedzas līdz ārējiem slāņiem. Tie nodrošina savienojumus starp iekšējiem slāņiem, neietekmējot ārējos slāņus. Ieraktiem caurumiem ir lielākas vietas taupīšanas priekšrocības nekā caurumiem un akliem caurumiem, jo ​​tie neaizņem vietu ārējā slānī.
Caurumu, aklo caurumu un ierakto caurumu izvēle ir atkarīga no PCB konstrukcijas īpašajām prasībām. Caurumus parasti izmanto vienkāršākos konstrukcijās vai gadījumos, kad galvenā problēma ir robustums un labojamība. Augsta blīvuma konstrukcijās, kur telpa ir kritisks faktors, piemēram, rokas ierīcēs, viedtālruņos un klēpjdatoros, priekšroka tiek dota aklom un ieraktiem caurumiem.

3.2 Mikroporas unHDI tehnoloģija:

Microvias ir maza diametra caurumi (parasti mazāki par 150 mikroniem), kas nodrošina augsta blīvuma starpslāņu savienojumus PCB. Tie piedāvā ievērojamas priekšrocības miniaturizācijā, signāla integritātē un maršrutēšanas elastībā.
Microvias var iedalīt divos veidos: caururbuma mikrovies un aklos microvias. Microvias ir izgatavotas, urbjot caurumus no PCB augšējās virsmas un izstiepjot visus slāņus. Aklās mikrovīles, kā norāda nosaukums, attiecas tikai uz konkrētiem iekšējiem slāņiem un neiekļūst visos slāņos.
Augsta blīvuma starpsavienojums (HDI) ir tehnoloģija, kas izmanto mikroviļņus un progresīvas ražošanas metodes, lai panāktu lielāku ķēdes blīvumu un veiktspēju. HDI tehnoloģija ļauj izvietot mazākus komponentus un stingrāku maršrutēšanu, kā rezultātā ir mazāki formas faktori un augstāka signāla integritāte. HDI tehnoloģija piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālo PCB tehnoloģiju miniaturizācijas, uzlabotas signāla izplatības, samazināta signāla kropļojuma un uzlabotas funkcionalitātes ziņā. Tas pieļauj daudzslāņu dizainu ar vairākām mikrovijām, tādējādi saīsinot starpsavienojumu garumus un samazinot parazitāro kapacitāti un induktivitāti.
HDI tehnoloģija ļauj izmantot arī progresīvus materiālus, piemēram, augstfrekvences laminātus un plānus dielektriskos slāņus, kas ir būtiski RF/mikroviļņu lietojumos. Tas nodrošina labāku pretestības kontroli, samazina signāla zudumu un nodrošina uzticamu ātrgaitas signāla pārraidi.

3.3. Starpslāņu savienošanas materiāli un procesi:

Starpslāņu savienojuma materiālu un metožu izvēle ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu PCB labu elektrisko veiktspēju, mehānisko uzticamību un izgatavojamību. Daži parasti izmantotie starpslāņu savienošanas materiāli un metodes ir:

a) varš:Varš tiek plaši izmantots PCB vadošos slāņos un caurumos, pateicoties tā lieliskajai vadītspējai un lodēšanai. Tas parasti ir pārklāts uz cauruma, lai nodrošinātu uzticamu elektrisko savienojumu.
b) lodēšana:Lodēšanas paņēmienus, piemēram, viļņu lodēšanu vai atkārtotu lodēšanu, bieži izmanto, lai izveidotu elektriskus savienojumus starp PCB caurumiem un citiem komponentiem. Uzklājiet lodēšanas pastu uz cauruma un uzkarsējiet, lai izkausētu lodmetālu un izveidotu uzticamu savienojumu.
c) Galvanizācija:Lai palielinātu vadītspēju un nodrošinātu labus elektriskos savienojumus, tiek izmantotas galvanizācijas metodes, piemēram, bezelektroniskā vara pārklājums vai elektrolītiskais varš.
d) Līmēšana:Līmēšanas metodes, piemēram, līmēšana vai termokompresijas līmēšana, tiek izmantotas, lai savienotu slāņveida struktūras kopā un izveidotu uzticamus starpsavienojumus.
e) Dielektriskais materiāls:Dielektriskā materiāla izvēle PCB komplektēšanai ir ļoti svarīga starpslāņu savienojumiem. Augstas frekvences laminātus, piemēram, FR-4 vai Rogers laminātus, bieži izmanto, lai nodrošinātu labu signāla integritāti un samazinātu signāla zudumus.

3.4. Šķērsgriezuma dizains un nozīme:

PCB skursteņa šķērsgriezuma dizains nosaka savienojumu elektriskās un mehāniskās īpašības starp slāņiem. Galvenie apsvērumi šķērsgriezuma projektēšanai ir šādi:

a) Slāņu izvietojums:Signāla, jaudas un iezemējuma plakņu izvietojums PCB komplektā ietekmē signāla integritāti, jaudas integritāti un elektromagnētiskos traucējumus (EMI). Pareiza signāla slāņu novietošana un izlīdzināšana ar jaudas un zemes plaknēm palīdz samazināt trokšņu savienojumu un nodrošināt zemas induktivitātes atgriešanās ceļus.
b) pretestības kontrole:Šķērsgriezuma projektēšanā jāņem vērā kontrolētās pretestības prasības, īpaši ātrgaitas digitālajiem vai RF/mikroviļņu signāliem. Tas ietver atbilstošu dielektrisko materiālu un biezuma izvēli, lai sasniegtu vēlamo raksturīgo pretestību.
c) termiskā vadība:Šķērsgriezuma projektā jāņem vērā efektīva siltuma izkliede un siltuma pārvaldība. Pareiza barošanas un iezemējuma plakņu, termisko cauruļu un komponentu ar dzesēšanas mehānismiem (piemēram, siltuma izlietņu) izvietojums palīdz izkliedēt siltumu un uzturēt optimālu darba temperatūru.
d) Mehāniskā uzticamība:Sekcijas projektēšanā jāņem vērā mehāniskā uzticamība, jo īpaši lietojumos, kas var tikt pakļauti termiskai cikliskumam vai mehāniskai slodzei. Pareiza materiālu izvēle, līmēšanas paņēmieni un sakraušanas konfigurācija palīdz nodrošināt PCB strukturālo integritāti un izturību.

4. Dizaina vadlīnijas 16 slāņu PCB

4.1. Slāņu piešķiršana un izplatīšana:

Izstrādājot 16 slāņu shēmas plati, ir svarīgi rūpīgi sadalīt un sadalīt slāņus, lai optimizētu veiktspēju un signāla integritāti. Šeit ir dažas vadlīnijas līmeņu piešķiršanai
un izplatīšana:

Nosakiet nepieciešamo signāla slāņu skaitu:
Apsveriet ķēdes konstrukcijas sarežģītību un signālu skaitu, kas jānovirza. Piešķiriet pietiekami daudz signālu slāņu, lai pielāgotos visiem nepieciešamajiem signāliem, nodrošinot atbilstošu maršrutēšanas vietu un izvairoties no pārmērīgassastrēgumi. Piešķiriet zemes un jaudas plaknes:
Piešķiriet vismaz divus iekšējos slāņus zemējuma un barošanas plaknēm. Iezemētā plakne palīdz nodrošināt stabilu signālu atskaiti un samazina elektromagnētiskos traucējumus (EMI). Jaudas plakne nodrošina zemas pretestības enerģijas sadales tīklu, kas palīdz samazināt sprieguma kritumus.
Atsevišķi jutīgie signāla slāņi:
Atkarībā no lietojuma var būt nepieciešams atdalīt jutīgos vai ātrgaitas signāla slāņus no trokšņainiem vai lieljaudas slāņiem, lai novērstu traucējumus un šķērsrunu. To var izdarīt, novietojot starp tām speciālas zemes vai jaudas plaknes vai izmantojot izolācijas slāņus.
Vienmērīgi sadaliet signāla slāņus:
Vienmērīgi sadaliet signāla slāņus pa plati, lai samazinātu blakus esošo signālu savienojumu un saglabātu signāla integritāti. Nenovietojiet signāla slāņus blakus viens otram vienā sakraušanas zonā, lai samazinātu starpslāņu šķērsrunu.
Apsveriet augstfrekvences signālus:
Ja jūsu dizains satur augstfrekvences signālus, apsveriet iespēju augstfrekvences signālu slāņus novietot tuvāk ārējiem slāņiem, lai samazinātu pārraides līnijas efektus un samazinātu izplatīšanās kavēšanos.

4.2 Maršrutēšana un signālu maršrutēšana:

Maršrutēšana un signāla izsekošanas dizains ir ļoti svarīgi, lai nodrošinātu pareizu signāla integritāti un samazinātu traucējumus. Šeit ir dažas vadlīnijas izkārtojumam un signālu maršrutēšanai 16 slāņu shēmas platēs:

Augstas strāvas signāliem izmantojiet plašākas pēdas:
Signāliem, kas pārraida lielu strāvu, piemēram, strāvas un zemējuma savienojumiem, izmantojiet plašākas pēdas, lai samazinātu pretestību un sprieguma kritumu.
Atbilstoša pretestība ātrgaitas signāliem:
Ātrgaitas signāliem nodrošiniet, lai trases pretestība atbilstu pārvades līnijas raksturīgajai pretestībai, lai novērstu atstarojumus un signāla vājināšanos. Izmantojiet kontrolētas pretestības projektēšanas metodes un pareizus trases platuma aprēķinus.
Samaziniet trašu garumus un krustošanās punktus:
Saglabājiet pēc iespējas mazākus izsekošanas garumus un samaziniet pārejas punktu skaitu, lai samazinātu parazitāro kapacitāti, induktivitāti un traucējumus. Optimizējiet komponentu izvietojumu un izmantojiet īpašus maršrutēšanas slāņus, lai izvairītos no garām, sarežģītām pēdām.
Atdaliet ātrgaitas un zema ātruma signālus:
Atdaliet ātrgaitas un zema ātruma signālus, lai samazinātu trokšņu ietekmi uz ātrgaitas signāliem. Novietojiet ātrgaitas signālus uz īpašiem signālu slāņiem un turiet tos prom no lieljaudas vai trokšņainiem komponentiem.
Ātrgaitas signāliem izmantojiet diferenciālos pārus:
Lai samazinātu troksni un saglabātu signāla integritāti ātrgaitas diferenciālajiem signāliem, izmantojiet diferenciālo pāru maršrutēšanas paņēmienus. Saglabājiet diferenciālo pāru pretestību un garumu, lai novērstu signāla novirzes un šķērsrunu.

4.3. Zemes slānis un jaudas slāņa sadalījums:

Pareizs zemes un jaudas plakņu sadalījums ir ļoti svarīgs, lai panāktu labu jaudas integritāti un samazinātu elektromagnētiskos traucējumus. Tālāk ir sniegtas dažas vadlīnijas zemes un barošanas plakņu piešķiršanai 16 slāņu shēmas plates.

Piešķiriet īpašas zemes un spēka lidmašīnas:
Piešķiriet vismaz divus iekšējos slāņus īpašām zemes un jaudas plaknēm. Tas palīdz samazināt zemējuma cilpas, samazināt EMI un nodrošināt zemas pretestības atgriešanās ceļu augstfrekvences signāliem.
Atsevišķas digitālās un analogās zemes plaknes:
Ja dizainā ir digitālās un analogās sadaļas, ieteicams katrai sekcijai izveidot atsevišķas zemējuma plaknes. Tas palīdz samazināt trokšņu savienojumu starp digitālo un analogo sekciju un uzlabo signāla integritāti.
Novietojiet zemes un jaudas plaknes tuvu signālu plaknēm:
Novietojiet zemes un barošanas plaknes tuvu signāla plaknēm, kuras tie padod, lai samazinātu cilpas laukumu un samazinātu trokšņu uztveršanu.
Jaudas plaknēm izmantojiet vairākus caurumus:
Izmantojiet vairākus caurumus, lai savienotu jaudas plaknes, lai vienmērīgi sadalītu jaudu un samazinātu jaudas plaknes pretestību. Tas palīdz samazināt barošanas sprieguma kritumus un uzlabo jaudas integritāti.
Izvairieties no šauriem kakliem jaudas plaknēs:
Izvairieties no šauriem kakliņiem jaudas plaknēs, jo tie var izraisīt strāvas sastrēgumu un palielināt pretestību, izraisot sprieguma kritumus un jaudas plaknes neefektivitāti. Izmantojiet spēcīgus savienojumus starp dažādām jaudas plaknes zonām.

4.4. Termiskais paliktnis un izvietojums:

Pareiza termopaliktņu un cauruļu novietošana ir būtiska, lai efektīvi izkliedētu siltumu un novērstu komponentu pārkaršanu. Šeit ir daži norādījumi par termisko spilventiņu un novietošanu uz 16 slāņu shēmas plates:

Novietojiet termisko paliktni zem siltumu izraisošām sastāvdaļām:
Identificējiet siltumu radošo komponentu (piemēram, jaudas pastiprinātāju vai lieljaudas IC) un novietojiet termisko paliktni tieši zem tā. Šie termiskie spilventiņi nodrošina tiešu siltuma ceļu, lai pārnestu siltumu uz iekšējo termisko slāni.
Izmantojiet vairākus termiskos caurumus siltuma izkliedēšanai:
Izmantojiet vairākas termiskās caurejas, lai savienotu termisko slāni un ārējo slāni, lai nodrošinātu efektīvu siltuma izkliedi. Lai panāktu vienmērīgu siltuma sadali, šos caurumus var novietot pakāpeniski ap termisko spilventiņu.
Apsveriet siltuma pretestību un slāņu sakraušanu:
Projektējot siltuma caurumus, ņemiet vērā plātnes materiāla termisko pretestību un slāņu sakraušanu. Optimizējiet caurumu izmēru un atstarpi, lai samazinātu termisko pretestību un maksimāli palielinātu siltuma izkliedi.

4.5. Sastāvdaļu izvietojums un signāla integritāte:

Pareiza komponentu izvietošana ir būtiska, lai saglabātu signāla integritāti un samazinātu traucējumus. Šeit ir daži norādījumi komponentu novietošanai uz 16 slāņu shēmas plates:

Ar grupu saistītās sastāvdaļas:
Grupējiet saistītos komponentus, kas ir vienas apakšsistēmas daļa vai kuriem ir spēcīga elektriskā mijiedarbība. Tas samazina trases garumu un samazina signāla vājināšanos.
Glabājiet ātrgaitas komponentus tuvu:
Novietojiet ātrgaitas komponentus, piemēram, augstfrekvences oscilatorus vai mikrokontrollerus, tuvu viens otram, lai samazinātu pēdu garumus un nodrošinātu pareizu signāla integritāti.
Samaziniet kritisko signālu trases garumu:
Samaziniet kritisko signālu trases garumu, lai samazinātu izplatīšanās aizkavi un signāla vājināšanos. Novietojiet šīs sastāvdaļas pēc iespējas tuvāk.
Atsevišķi jutīgi komponenti:
Atdaliet trokšņu jutīgos komponentus, piemēram, analogos komponentus vai zema līmeņa sensorus, no lieljaudas vai trokšņainiem komponentiem, lai samazinātu traucējumus un saglabātu signāla integritāti.
Apsveriet kondensatoru atvienošanu:
Novietojiet atsaistes kondensatorus pēc iespējas tuvāk katras sastāvdaļas strāvas kontaktiem, lai nodrošinātu tīru jaudu un samazinātu sprieguma svārstības. Šie kondensatori palīdz stabilizēt strāvas padevi un samazina trokšņa savienojumu.

5.Simulācijas un analīzes rīki stack-up projektēšanai

5.1 3D modelēšanas un simulācijas programmatūra:

3D modelēšanas un simulācijas programmatūra ir nozīmīgs stackup projektēšanas rīks, jo tas ļauj dizaineriem izveidot PCB kopu virtuālus attēlus. Programmatūra var vizualizēt slāņus, komponentus un to fizisko mijiedarbību. Simulējot sakrāšanu, dizaineri var identificēt iespējamās problēmas, piemēram, signāla šķērsruna, EMI un mehāniskie ierobežojumi. Tas arī palīdz pārbaudīt komponentu izvietojumu un optimizēt kopējo PCB dizainu.

5.2. Signāla integritātes analīzes rīki:

Signāla integritātes analīzes rīki ir būtiski, lai analizētu un optimizētu PCB skursteņu elektrisko veiktspēju. Šie rīki izmanto matemātiskos algoritmus, lai modelētu un analizētu signāla uzvedību, tostarp pretestības vadību, signāla atstarojumu un trokšņu savienojumu. Veicot simulāciju un analīzi, dizaineri var identificēt iespējamās signāla integritātes problēmas jau projektēšanas procesa sākumā un veikt nepieciešamos pielāgojumus, lai nodrošinātu uzticamu signāla pārraidi.

5.3. Termiskās analīzes rīki:

Termiskās analīzes rīkiem ir svarīga loma stackup projektēšanā, analizējot un optimizējot PCB siltuma pārvaldību. Šie rīki simulē siltuma izkliedi un temperatūras sadalījumu katrā kaudzes slānī. Precīzi modelējot jaudas izkliedi un siltuma pārneses ceļus, dizaineri var identificēt karstos punktus, optimizēt vara slāņu un termisko cauruļu izvietojumu un nodrošināt svarīgu komponentu pareizu dzesēšanu.

5.4. Izgatavojamības dizains:

Izgatavojamības dizains ir svarīgs komplektēšanas dizaina aspekts. Ir pieejami dažādi programmatūras rīki, kas var palīdzēt nodrošināt, ka atlasīto komplektu var ražot efektīvi. Šie rīki sniedz atgriezenisko saiti par iespējamību sasniegt vēlamo komplektāciju, ņemot vērā tādus faktorus kā materiāla pieejamība, slāņa biezums, ražošanas process un ražošanas izmaksas. Tie palīdz dizaineriem pieņemt apzinātus lēmumus, lai optimizētu sakraušanu, lai vienkāršotu ražošanu, samazinātu aizkavēšanās risku un palielinātu ražu.

6. Soli pa solim projektēšanas process 16 slāņu PCB

6.1. Sākotnējo prasību apkopošana:

Šajā solī apkopojiet visas nepieciešamās prasības 16 slāņu PCB projektēšanai. Izprotiet PCB funkcionalitāti, nepieciešamo elektrisko veiktspēju, mehāniskos ierobežojumus un visas īpašās projektēšanas vadlīnijas vai standartus, kas jāievēro.

6.2. Komponentu sadale un izkārtojums:

Atbilstoši prasībām, sadaliet PCB komponentus un nosakiet to izvietojumu. Apsveriet tādus faktorus kā signāla integritāte, termiskie apsvērumi un mehāniskie ierobežojumi. Grupējiet komponentus, pamatojoties uz elektriskajiem parametriem, un novietojiet tos stratēģiski uz paneļa, lai samazinātu traucējumus un optimizētu signāla plūsmu.

6.3. Stack-up dizains un slāņu sadalījums:

Nosakiet 16 slāņu PCB salikšanas dizainu. Lai izvēlētos piemērotu materiālu, ņemiet vērā tādus faktorus kā dielektriskā konstante, siltumvadītspēja un izmaksas. Piešķiriet signāla, strāvas un zemējuma plaknes atbilstoši elektriskajām prasībām. Novietojiet zemes un barošanas plaknes simetriski, lai nodrošinātu līdzsvarotu kopumu un uzlabotu signāla integritāti.

6.4 Signāla maršrutēšana un maršrutēšanas optimizācija:

Šajā darbībā signāla pēdas tiek maršrutētas starp komponentiem, lai nodrošinātu pareizu pretestības vadību, signāla integritāti un samazinātu signāla šķērsrunu. Optimizējiet maršrutēšanu, lai samazinātu kritisko signālu garumu, izvairītos no jutīgu pēdu šķērsošanas un saglabātu atdalīšanu starp ātrgaitas un zema ātruma signāliem. Ja nepieciešams, izmantojiet diferenciālos pārus un kontrolētas pretestības maršrutēšanas metodes.

6.5. Starpslāņu savienojumi un izvietojums:

Plānojiet savienojošo caurumu izvietojumu starp slāņiem. Nosakiet atbilstošo caurumu veidu, piemēram, caurumu vai aklo caurumu, pamatojoties uz slāņu pārejām un komponentu savienojumiem. Optimizējiet, izmantojot izkārtojumu, lai samazinātu signāla atstarojumu, pretestības pārtraukumus un saglabātu vienmērīgu sadalījumu uz PCB.

6.6. Projekta galīgā pārbaude un simulācija:

Pirms ražošanas tiek veikta galīgā konstrukcijas pārbaude un simulācijas. Izmantojiet simulācijas rīkus, lai analizētu PCB dizainu signāla integritātei, jaudas integritātei, termiskajai uzvedībai un izgatavojamībai. Pārbaudiet dizainu atbilstoši sākotnējām prasībām un veiciet nepieciešamos pielāgojumus, lai optimizētu veiktspēju un nodrošinātu izgatavojamību.
Visā projektēšanas procesā sadarbojieties un sazinieties ar citām ieinteresētajām pusēm, piemēram, elektroinženieriem, mehānikas inženieriem un ražošanas komandām, lai nodrošinātu visu prasību izpildi un iespējamo problēmu atrisināšanu. Regulāri pārskatiet un atkārtojiet dizainus, lai iekļautu atsauksmes un uzlabojumus.

7. Nozares labākā prakse un gadījumu izpēte

7.1 Veiksmīgi 16 slāņu PCB projektēšanas gadījumi:

1. gadījuma izpēte:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. veiksmīgi izstrādāja 16 slāņu PCB ātrgaitas tīkla iekārtām. Rūpīgi apsverot signāla integritāti un jaudas sadalījumu, tie sasniedz izcilu veiktspēju un samazina elektromagnētiskos traucējumus. Viņu panākumu atslēga ir pilnībā optimizēta skursteņa konstrukcija, izmantojot kontrolētas pretestības maršrutēšanas tehnoloģiju.

2. gadījuma izpēte:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. izstrādāja 16 slāņu PCB sarežģītai medicīnas ierīcei. Izmantojot virsmas montāžas un caurumveida komponentu kombināciju, tie ieguva kompaktu, bet jaudīgu dizainu. Rūpīga komponentu izvietošana un efektīva maršrutēšana nodrošina izcilu signāla integritāti un uzticamību.

7.2 Mācieties no neveiksmēm un izvairieties no kļūdām:

1. gadījuma izpēte:Daži PCB ražotāji saskārās ar signāla integritātes problēmām sakaru iekārtu 16 slāņu PCB dizainā. Kļūmes iemesli bija nepietiekama pretestības kontroles apsvēršana un pareiza iezemētās plaknes sadalījuma trūkums. Iegūtā mācība ir rūpīgi analizēt signāla integritātes prasības un ieviest stingras pretestības kontroles projektēšanas vadlīnijas.

2. gadījuma izpēte:Daži PCB ražotāji saskārās ar ražošanas problēmām ar 16 slāņu PCB dizaina sarežģītības dēļ. Aklo cauruļu un blīvi iepakoto komponentu pārmērīga izmantošana rada ražošanas un montāžas grūtības. Iegūtā mācība ir panākt līdzsvaru starp dizaina sarežģītību un izgatavojamību, ņemot vērā izvēlētā PCB ražotāja iespējas.

Lai izvairītos no kļūmēm un kļūdām 16 slāņu PCB dizainā, ir ļoti svarīgi:

a. Rūpīgi izprotiet dizaina prasības un ierobežojumus.
b.Stacked konfigurācijas, kas optimizē signāla integritāti un jaudas sadali. c. Rūpīgi sadaliet un sakārtojiet komponentus, lai optimizētu veiktspēju un vienkāršotu ražošanu.
d) Nodrošiniet pareizus maršrutēšanas paņēmienus, piemēram, pretestības kontroli un izvairīšanos no pārmērīgas aklo cauruļu izmantošanas.
e.Sadarboties un efektīvi sazināties ar visām projektēšanas procesā iesaistītajām pusēm, tostarp elektriskajiem un mehāniskajiem inženieriem un ražošanas komandām.
f. Veiciet visaptverošu konstrukcijas pārbaudi un simulāciju, lai pirms ražošanas identificētu un novērstu iespējamās problēmas.