16-шарові друковані плати забезпечують складність і гнучкість, необхідні сучасним електронним пристроям. Кваліфіковане проектування та вибір послідовності стекування та методів міжшарового з’єднання мають вирішальне значення для досягнення оптимальної продуктивності плати. У цій статті ми розглянемо міркування, рекомендації та найкращі практики, які допоможуть дизайнерам та інженерам створити ефективні та надійні 16-шарові друковані плати.

1. Розуміння основ послідовності стекування 16-шарових друкованих плат

1.1 Визначення та призначення порядку укладання

Послідовність укладання стосується розташування та порядку, у якому такі матеріали, як мідь та ізоляційні шари, ламіновані разом, щоб утворити багатошарову друковану плату. Послідовність укладання визначає розміщення шарів сигналу, шарів живлення, шарів заземлення та інших важливих компонентів у стек.
Основною метою послідовності укладання є досягнення необхідних електричних і механічних властивостей плати. Він відіграє важливу роль у визначенні імпедансу друкованої плати, цілісності сигналу, розподілу живлення, керування температурою та можливості виробництва. Послідовність укладання також впливає на загальну продуктивність, надійність і технологічність плати.

1.2 Фактори, що впливають на проектування послідовності стекування. Є кілька факторів, які слід враховувати під час розробки послідовності стекування

16-шарова друкована плата:

a) Електричні міркування:Розташування площини сигналу, живлення та заземлення має бути оптимізоване для забезпечення належної цілісності сигналу, контролю імпедансу та зменшення електромагнітних перешкод.
b) Теплові міркування:Розміщення панелей живлення та заземлення, а також теплових отворів допомагають ефективно розсіювати тепло та підтримувати оптимальну робочу температуру компонента.
c) Виробничі обмеження:Обрана послідовність укладання повинна враховувати можливості та обмеження процесу виробництва друкованої плати, такі як доступність матеріалу, кількість шарів, співвідношення сторін свердління,і точність вирівнювання.
d) Оптимізація витрат:Вибір матеріалів, кількість шарів і складність укладання повинні відповідати бюджету проекту, забезпечуючи при цьому необхідні характеристики та надійність.

1.3 Поширені типи послідовностей укладання 16-шарових друкованих плат: Існує кілька поширених послідовностей укладання для 16-шарових плат

PCB, залежно від бажаної продуктивності та вимог. Деякі поширені приклади:

a) Симетрична послідовність укладання:Ця послідовність передбачає розміщення сигнальних шарів симетрично між силовим і заземлюючим шарами для досягнення хорошої цілісності сигналу, мінімальних перехресних перешкод і збалансованого розсіювання тепла.
b) Послідовність укладання:У цій послідовності сигнальні рівні розташовані послідовно між силовим і наземним рівнями. Це забезпечує більший контроль над розміщенням шарів і є корисним для задоволення конкретних вимог до цілісності сигналу.
c) Змішаний порядок укладання:Це передбачає поєднання симетричного та послідовного порядку стекування. Це дозволяє налаштувати та оптимізувати розкладку для певних частин дошки.
d) Послідовність стекування, чутлива до сигналу:Ця послідовність розміщує чутливі шари сигналу ближче до площини заземлення для кращої перешкодозахищеності та ізоляції.

2. Основні міркування щодо вибору послідовності стекування 16-шарової друкованої плати:

2.1 Міркування щодо цілісності сигналу та цілісності живлення:

Послідовність укладання має значний вплив на цілісність сигналу та цілісність живлення плати. Правильне розміщення сигналу та площини живлення/заземлення має вирішальне значення для мінімізації ризику спотворення сигналу, шуму та електромагнітних перешкод. Основні міркування включають:

a) Розташування рівня сигналу:Шари високошвидкісного сигналу слід розміщувати близько до площини заземлення, щоб забезпечити зворотний шлях із низькою індуктивністю та мінімізувати шумовий зв’язок. Сигнальні шари також повинні бути ретельно прокладені, щоб мінімізувати перекіс сигналу та узгодження довжини.
b) Розподіл силової площини:Послідовність стекування повинна забезпечувати адекватний розподіл площини живлення для підтримки цілісності живлення. Достатні площини живлення та заземлення повинні бути стратегічно розміщені, щоб мінімізувати падіння напруги, розриви імпедансу та шумовий зв’язок.
c) Розв'язувальні конденсатори:Правильне розміщення розв’язувальних конденсаторів має вирішальне значення для забезпечення адекватної передачі потужності та мінімізації шуму джерела живлення. Послідовність укладання повинна забезпечувати близькість і близькість розв’язувальних конденсаторів до площини живлення та заземлення.

2.2 Управління температурою та розсіювання тепла:

Ефективне управління температурою має вирішальне значення для забезпечення надійності та продуктивності друкованої плати. Послідовність укладання повинна враховувати правильне розміщення панелей живлення та заземлення, теплових отворів та інших механізмів охолодження. Важливі міркування включають:

a) Розподіл силової площини:Адекватний розподіл живлення та заземлення по всій стеці допомагає відводити тепло від чутливих компонентів і забезпечує рівномірний розподіл температури по всій платі.
b) Теплові переходи:Послідовність укладання повинна забезпечувати ефективне розміщення теплових отворів для полегшення розсіювання тепла від внутрішнього шару до зовнішнього шару або радіатора. Це допомагає запобігти локалізованим гарячим точкам і забезпечує ефективне розсіювання тепла.
c) Розміщення компонентів:Послідовність укладання повинна враховувати розташування та близькість нагрівальних компонентів, щоб уникнути перегріву. Слід також розглянути правильне вирівнювання компонентів з механізмами охолодження, такими як радіатори або вентилятори.

2.3 Виробничі обмеження та оптимізація витрат:

Послідовність укладання повинна враховувати виробничі обмеження та оптимізацію витрат, оскільки вони відіграють важливу роль у здійсненності та доступності плати. Міркування включають:

а) Наявність матеріалу:Вибрана послідовність укладання повинна відповідати наявності матеріалів та їх сумісності з вибраним процесом виробництва друкованої плати.
b) Кількість шарів і складність:Послідовність укладання слід розробляти в межах обмежень вибраного процесу виробництва друкованих плат, беручи до уваги такі фактори, як кількість шарів, співвідношення сторін свердління та точність вирівнювання.
в) Оптимізація витрат:Послідовність укладання повинна оптимізувати використання матеріалів і зменшити складність виробництва без шкоди для необхідної продуктивності та надійності. Він має бути спрямований на мінімізацію витрат, пов’язаних з матеріальними відходами, складністю процесу та складання.

2.4 Вирівнювання рівня та перехресні перешкоди сигналу:

Послідовність стекування повинна вирішувати проблеми вирівнювання рівня та мінімізувати перехресні перешкоди сигналу, які можуть негативно вплинути на цілісність сигналу. Важливі міркування включають:

а) Симетричне укладання:Симетричне укладання шарів сигналу між шарами живлення та заземлення допомагає мінімізувати зв’язок і зменшити перехресні перешкоди.
b) Маршрутизація диференціальної пари:Послідовність укладання повинна дозволяти належним чином вирівняти рівні сигналу для ефективної маршрутизації високошвидкісних диференціальних сигналів. Це допомагає підтримувати цілісність сигналу та мінімізувати перехресні перешкоди.
c) Розділення сигналу:Послідовність стекування повинна враховувати поділ чутливих аналогових і цифрових сигналів для зменшення перехресних перешкод і перешкод.

2.5 Контроль імпедансу та інтеграція РЧ/МВЧ:

Для радіочастотних/мікрохвильових додатків послідовність стекування є критичною для досягнення належного контролю імпедансу та інтеграції. Основні міркування включають:

a) Контрольований імпеданс:Послідовність укладання повинна дозволяти проектування контрольованого імпедансу з урахуванням таких факторів, як ширина сліду, товщина діелектрика та розташування шарів. Це забезпечує правильне поширення сигналу та узгодження імпедансу для радіочастотних/мікрохвильових сигналів.
b) Розташування рівня сигналу:Радіочастотні/мікрохвильові сигнали слід стратегічно розміщувати близько до зовнішнього шару, щоб мінімізувати перешкоди від інших сигналів і забезпечити краще поширення сигналу.
c) Радіочастотне екранування:Послідовність стекування повинна включати правильне розміщення шарів заземлення та екранування для ізоляції та захисту радіочастотних/мікрохвильових сигналів від перешкод.

3.Методи міжшарового з'єднання

3.1 Наскрізні отвори, глухі отвори та закопані отвори:

Перехідні отвори широко використовуються в дизайні друкованих плат (PCB) як засіб з’єднання різних шарів. Вони просвердлені через усі шари друкованої плати та покриті для забезпечення електричної безперервності. Наскрізні отвори забезпечують міцне електричне з’єднання, їх відносно легко робити та ремонтувати. Однак вони вимагають більшого розміру свердла, яке займає дорогоцінний простір на друкованій платі та обмежує можливості прокладки.
Сліпі та підземні переходи є альтернативними міжшаровими методами з’єднання, які пропонують переваги у використанні простору та гнучкості маршрутизації.
Глухі отвори просвердлені на поверхні друкованої плати та закінчуються внутрішніми шарами, не проходячи через усі шари. Вони забезпечують з’єднання між сусідніми шарами, залишаючи глибокі шари без впливу. Це дозволяє більш ефективно використовувати простір дошки та зменшує кількість отворів для свердління. З іншого боку, приховані отвори — це отвори, які повністю закриті внутрішніми шарами друкованої плати і не виходять на зовнішні шари. Вони забезпечують з'єднання між внутрішніми шарами, не впливаючи на зовнішні шари. Заглиблені отвори мають більші переваги щодо економії місця, ніж наскрізні отвори та глухі отвори, оскільки вони не займають місця у зовнішньому шарі.
Вибір наскрізних отворів, глухих і закритих отворів залежить від конкретних вимог до конструкції друкованої плати. Наскрізні отвори зазвичай використовуються в простіших конструкціях або там, де основним завданням є міцність і ремонтопридатність. У конструкціях з високою щільністю, де простір є критичним фактором, наприклад у кишенькових пристроях, смартфонах і ноутбуках, перевагу надають глухим і захованим переходам.

3.2 Мікропор іТехнологія HDI:

Мікровідвертки — це отвори малого діаметра (зазвичай менше 150 мікрон), які забезпечують високу щільність міжшарових з’єднань у друкованих платах. Вони пропонують значні переваги в мініатюризації, цілісності сигналу та гнучкості маршрутизації.
Мікровідтвори можна розділити на два типи: мікровідтвори з наскрізним отвором і глухі мікровідтвори. Мікровідвертки сконструйовані шляхом свердління отворів у верхній поверхні друкованої плати та проходження через усі шари. Сліпі мікропереходи, як випливає з назви, поширюються лише на певні внутрішні шари і не проникають у всі шари.
З’єднання високої щільності (HDI) — це технологія, яка використовує мікроотвірки та передові технології виробництва для досягнення вищої щільності ланцюга та продуктивності. Технологія HDI дозволяє розміщувати менші компоненти та щільніше маршрутизувати, що призводить до менших форм-факторів і кращої цілісності сигналу. Технологія HDI пропонує кілька переваг перед традиційною технологією друкованої плати з точки зору мініатюризації, покращеного поширення сигналу, зменшення спотворення сигналу та розширеної функціональності. Це дозволяє створювати багатошарові конструкції з кількома мікроотвірками, таким чином скорочуючи довжину з’єднань і зменшуючи паразитну ємність та індуктивність.
Технологія HDI також дозволяє використовувати передові матеріали, такі як високочастотні ламінати та тонкі діелектричні шари, які є критичними для радіочастотних/мікрохвильових додатків. Він забезпечує кращий контроль імпедансу, зменшує втрати сигналу та забезпечує надійну високошвидкісну передачу сигналу.

3.3 Матеріали та процеси міжшарового з’єднання:

Вибір матеріалів і методів міжшарового з’єднання має вирішальне значення для забезпечення хороших електричних характеристик, механічної надійності та технологічності друкованих плат. Нижче наведено деякі поширені матеріали та методи з’єднання між шарами:

а) мідь:Мідь широко використовується в провідних шарах і отворах друкованих плат завдяки своїй чудовій провідності та здатності до пайки. Зазвичай він наноситься на отвір для забезпечення надійного електричного з’єднання.
б) пайка:Методи пайки, такі як пайка хвилею або оплавленням, часто використовуються для створення електричних з’єднань між наскрізними отворами на друкованих платах та іншими компонентами. Нанесіть паяльну пасту на отвір і нагрійте, щоб розплавити припій і створити надійне з’єднання.
в) гальванічне покриття:Методи гальванопластики, такі як міднення або електролітична мідь, використовуються для покриття отворів для підвищення провідності та забезпечення хороших електричних з’єднань.
d) Склеювання:Для з’єднання багатошарових структур і створення надійних взаємозв’язків використовуються такі методи склеювання, як клейове з’єднання або термокомпресійне склеювання.
д) Діелектричний матеріал:Вибір діелектричного матеріалу для монтажу друкованої плати є критичним для міжшарових з’єднань. Високочастотні ламінати, такі як FR-4 або Роджерс, часто використовуються для забезпечення доброї цілісності сигналу та мінімізації втрат сигналу.

3.4 Дизайн і значення поперечного перерізу:

Конструкція поперечного перерізу друкованої плати визначає електричні та механічні властивості з’єднань між шарами. Ключові міркування для проектування поперечного перерізу включають:

a) Розташування шарів:Розташування площин сигналу, живлення та заземлення в друкованій платі впливає на цілісність сигналу, цілісність живлення та електромагнітні перешкоди (EMI). Правильне розміщення та вирівнювання шарів сигналу з площинами живлення та заземлення допомагає мінімізувати шумовий зв’язок і забезпечити зворотні шляхи з низькою індуктивністю.
b) Контроль імпедансу:Розробка поперечного перерізу повинна враховувати вимоги до контрольованого опору, особливо для високошвидкісних цифрових або радіочастотних/мікрохвильових сигналів. Це передбачає відповідний вибір діелектричних матеріалів і товщини для досягнення бажаного характеристичного опору.
c) Теплове управління:Конструкція поперечного перерізу повинна враховувати ефективне розсіювання тепла та терморегулювання. Правильне розміщення панелей живлення та заземлення, теплових отворів і компонентів із механізмами охолодження (такими як радіатори) допомагає розсіювати тепло та підтримувати оптимальні робочі температури.
г) Механічна надійність:Конструкція секцій повинна враховувати механічну надійність, особливо в програмах, які можуть бути піддані термічним циклам або механічним навантаженням. Правильний вибір матеріалів, методів склеювання та конфігурації стекання допомагають забезпечити структурну цілісність і довговічність друкованої плати.

4. Інструкції з проектування 16-шарової друкованої плати

4.1 Розподіл і розподіл шарів:

При проектуванні 16-шарової друкованої плати важливо ретельно розподілити шари, щоб оптимізувати продуктивність і цілісність сигналу. Ось деякі вказівки щодо розподілу рівнів
і розподіл:

Визначте необхідну кількість шарів сигналу:
Враховуйте складність конструкції схеми та кількість сигналів, які потрібно маршрутизувати. Виділіть достатньо рівнів сигналу для розміщення всіх необхідних сигналів, забезпечивши адекватний простір для маршрутизації та уникаючи надмірнихзатори. Призначте площини заземлення та потужності:
Призначте щонайменше два внутрішні шари для площини заземлення та живлення. Площина заземлення допомагає забезпечити стабільний опорний сигнал для сигналів і мінімізує електромагнітні перешкоди (EMI). Площина живлення забезпечує мережу розподілу електроенергії з низьким опором, яка допомагає мінімізувати падіння напруги.
Окремі чутливі сигнальні шари:
Залежно від застосування може знадобитися відокремити чутливі або високошвидкісні рівні сигналу від зашумлених або потужних рівнів, щоб запобігти перешкодам і перехресним перешкодам. Це можна зробити, розмістивши між ними спеціальну площину заземлення або живлення або використовуючи шари ізоляції.
Рівномірно розподіліть шари сигналу:
Рівномірно розподіліть шари сигналу по всій системі плати, щоб мінімізувати зв’язок між сусідніми сигналами та зберегти цілісність сигналу. Уникайте розміщення сигнальних шарів поруч один з одним в тій самій зоні стекання, щоб мінімізувати міжшарові перехресні перешкоди.
Розглянемо високочастотні сигнали:
Якщо ваша конструкція містить високочастотні сигнали, подумайте про розміщення шарів високочастотного сигналу ближче до зовнішніх шарів, щоб мінімізувати вплив лінії передачі та зменшити затримки поширення.

4.2 Маршрутизація та маршрутизація сигналу:

Розробка маршрутизації та трасування сигналу має вирішальне значення для забезпечення належної цілісності сигналу та мінімізації перешкод. Ось деякі вказівки щодо компонування та маршрутизації сигналу на 16-шарових платах:

Використовуйте ширші траси для сигналів сильного струму:
Для сигналів, які передають великий струм, наприклад, з’єднання живлення та заземлення, використовуйте ширші траси, щоб мінімізувати опір і падіння напруги.
Відповідний імпеданс для високошвидкісних сигналів:
Для високошвидкісних сигналів переконайтеся, що імпеданс траси відповідає характеристичному опору лінії передачі, щоб запобігти відбиттям і ослабленню сигналу. Використовуйте методи проектування контрольованого імпедансу та правильні розрахунки ширини траси.
Мінімізуйте довжину слідів і точок перетину:
Зберігайте довжину траси якомога меншою та зменшуйте кількість точок перетину, щоб зменшити паразитну ємність, індуктивність та перешкоди. Оптимізуйте розміщення компонентів і використовуйте спеціальні шари маршрутизації, щоб уникнути довгих складних трас.
Окремі високошвидкісні та низькошвидкісні сигнали:
Розділіть високошвидкісні та низькошвидкісні сигнали, щоб мінімізувати вплив шуму на високошвидкісні сигнали. Розмістіть високошвидкісні сигнали на виділених сигнальних рівнях і тримайте їх подалі від потужних або шумних компонентів.
Використовуйте диференціальні пари для високошвидкісних сигналів:
Щоб мінімізувати шум і зберегти цілісність сигналу для високошвидкісних диференціальних сигналів, використовуйте методи маршрутизації диференціальної пари. Підтримуйте узгодженість імпедансу та довжини диференціальних пар, щоб запобігти перекосу сигналу та перехресним перешкодам.

4.3 Розподіл шару землі та рівня живлення:

Правильний розподіл площини заземлення та живлення має вирішальне значення для досягнення хорошої цілісності живлення та зменшення електромагнітних перешкод. Ось деякі вказівки щодо призначення площини заземлення та живлення на 16-шарових друкованих платах:

Виділіть виділену площину заземлення та живлення:
Виділіть принаймні два внутрішні шари для виділених площин заземлення та живлення. Це допомагає мінімізувати контури заземлення, зменшити електромагнітні перешкоди та забезпечити зворотний шлях із низьким опором для високочастотних сигналів.
Окремі цифрові та аналогові площини заземлення:
Якщо конструкція має цифрові та аналогові секції, рекомендується мати окремі площини заземлення для кожної секції. Це допомагає мінімізувати шумовий зв’язок між цифровою та аналоговою частинами та покращує цілісність сигналу.
Розмістіть площини заземлення та живлення поблизу сигнальних площин:
Розмістіть площину заземлення та живлення ближче до площин сигналу, які вони подають, щоб мінімізувати площу петлі та зменшити захоплення шуму.
Використовуйте кілька переходів для силових площин:
Використовуйте кілька отворів для підключення площин живлення, щоб рівномірно розподілити потужність і зменшити імпеданс площини живлення. Це допомагає мінімізувати падіння напруги живлення та покращує цілісність живлення.
Уникайте вузьких горловин у силових літаках:
Уникайте вузьких шийок у площинах живлення, оскільки вони можуть спричинити скупчення струму та збільшити опір, що призведе до перепадів напруги та неефективності площини живлення. Використовуйте міцні зв’язки між різними областями рівня потужності.

4.4 Розміщення термопрокладки та переходу:

Правильне розміщення термопрокладок і отворів має вирішальне значення для ефективного розсіювання тепла та запобігання перегріву компонентів. Нижче наведено деякі вказівки щодо розміщення термопрокладки та проводів на 16-шарових друкованих платах:

Підкласти термопрокладку під тепловиділяючі компоненти:
Визначте теплогенеруючий компонент (наприклад, підсилювач потужності або потужну мікросхему) і помістіть термопрокладку прямо під ним. Ці термопрокладки забезпечують прямий тепловий шлях для передачі тепла внутрішньому тепловому шару.
Використовуйте кілька теплових отворів для розсіювання тепла:
Використовуйте кілька теплових отворів, щоб з’єднати тепловий шар і зовнішній шар, щоб забезпечити ефективне розсіювання тепла. Ці отвори можна розташувати в шаховому порядку навколо термопрокладки для рівномірного розподілу тепла.
Розглянемо термічний опір і шарове розташування:
Під час проектування теплових отворів враховуйте термічний опір матеріалу плати та розміщення шарів. Оптимізуйте розмір і відстань між отворами, щоб мінімізувати термічний опір і максимізувати розсіювання тепла.

4.5 Розміщення компонентів і цілісність сигналу:

Правильне розміщення компонентів має вирішальне значення для підтримки цілісності сигналу та мінімізації перешкод. Ось кілька вказівок щодо розміщення компонентів на 16-шаровій платі:

Компоненти групи:
Згрупуйте пов’язані компоненти, які є частиною однієї підсистеми або мають сильну електричну взаємодію. Це зменшує довжину траси та мінімізує загасання сигналу.
Тримайте високошвидкісні компоненти поблизу:
Розмістіть високошвидкісні компоненти, такі як високочастотні осцилятори або мікроконтролери, близько один до одного, щоб мінімізувати довжину траси та забезпечити належну цілісність сигналу.
Мінімізуйте довжину траси критичних сигналів:
Мінімізуйте довжину траси критичних сигналів, щоб зменшити затримку розповсюдження та ослаблення сигналу. Розмістіть ці компоненти якомога ближче.
Окремі чутливі компоненти:
Відокремте чутливі до шуму компоненти, такі як аналогові компоненти або датчики низького рівня, від потужних або шумних компонентів, щоб мінімізувати перешкоди та зберегти цілісність сигналу.
Розглянемо розділові конденсатори:
Розмістіть розв’язувальні конденсатори якомога ближче до контактів живлення кожного компонента, щоб забезпечити чисте живлення та мінімізувати коливання напруги. Ці конденсатори допомагають стабілізувати джерело живлення та зменшити шумовий зв’язок.

5. Інструменти моделювання та аналізу для дизайну стека

5.1 Програмне забезпечення для 3D моделювання та симуляції:

Програмне забезпечення для 3D-моделювання та симуляції є важливим інструментом для проектування стеків, оскільки воно дозволяє дизайнерам створювати віртуальні представлення стеків друкованих плат. Програмне забезпечення може візуалізувати шари, компоненти та їхню фізичну взаємодію. Моделюючи стек, розробники можуть виявити потенційні проблеми, такі як перехресні перешкоди сигналу, електромагнітні помехи та механічні обмеження. Це також допомагає перевірити розташування компонентів і оптимізувати загальний дизайн друкованої плати.

5.2 Інструменти аналізу цілісності сигналу:

Інструменти аналізу цілісності сигналу мають вирішальне значення для аналізу та оптимізації електричних характеристик друкованих плат. Ці інструменти використовують математичні алгоритми для моделювання та аналізу поведінки сигналу, включаючи контроль імпедансу, відображення сигналу та шумовий зв’язок. Виконуючи моделювання та аналіз, розробники можуть виявити потенційні проблеми з цілісністю сигналу на ранній стадії процесу проектування та внести необхідні коригування для забезпечення надійної передачі сигналу.

5.3 Інструменти термічного аналізу:

Інструменти термічного аналізу відіграють важливу роль у дизайні стекапу, аналізуючи та оптимізуючи теплове керування друкованими платами. Ці інструменти імітують розсіювання тепла та розподіл температури в кожному шарі стека. Завдяки точному моделюванню шляхів розсіювання електроенергії та теплопередачі розробники можуть визначити гарячі точки, оптимізувати розміщення мідних шарів і теплових отворів і забезпечити належне охолодження критичних компонентів.

5.4 Проектування на технологічність:

Дизайн для технологічності є важливим аспектом дизайну стекапу. Існує безліч доступних програмних засобів, які можуть допомогти забезпечити ефективне виготовлення вибраного стека. Ці інструменти забезпечують зворотний зв’язок щодо можливостей досягнення бажаного нагромадження, беручи до уваги такі фактори, як доступність матеріалу, товщина шару, виробничий процес і вартість виробництва. Вони допомагають дизайнерам приймати зважені рішення щодо оптимізації штабелювання, щоб спростити виробництво, зменшити ризик затримок і збільшити врожайність.

6. Покроковий процес проектування 16-шарових друкованих плат

6.1 Збір початкових вимог:

На цьому кроці зберіть усі необхідні вимоги для 16-шарової конструкції друкованої плати. Зрозумійте функціональність друкованої плати, необхідні електричні характеристики, механічні обмеження та будь-які конкретні вказівки щодо проектування чи стандарти, яких потрібно дотримуватися.

6.2 Розподіл і розташування компонентів:

Відповідно до вимог, розподіліть компоненти на друкованій платі та визначте їх розташування. Враховуйте такі фактори, як цілісність сигналу, температурні міркування та механічні обмеження. Згрупуйте компоненти на основі електричних характеристик і стратегічно розмістіть їх на платі, щоб мінімізувати перешкоди та оптимізувати потік сигналу.

6.3 Дизайн стека та розподіл шарів:

Визначте дизайн стека для 16-шарової друкованої плати. Щоб вибрати відповідний матеріал, враховуйте такі фактори, як діелектрична проникність, теплопровідність і вартість. Призначте площини сигналу, живлення та заземлення відповідно до електричних вимог. Розмістіть площини заземлення та живлення симетрично, щоб забезпечити збалансований стек і покращити цілісність сигналу.

6.4 Маршрутизація сигналу та оптимізація маршрутизації:

На цьому кроці траси сигналу направляються між компонентами для забезпечення належного контролю імпедансу, цілісності сигналу та мінімізації перехресних перешкод. Оптимізуйте маршрутизацію, щоб мінімізувати довжину критичних сигналів, уникнути перетину чутливих трас і підтримувати розділення між високошвидкісними та низькошвидкісними сигналами. За потреби використовуйте диференціальні пари та методи маршрутизації з керованим імпедансом.

6.5 Міжшарові з'єднання та розміщення прохідних отворів:

Сплануйте розташування сполучних отворів між шарами. Визначте відповідний тип переходу, наприклад наскрізний або глухий отвір, на основі переходів шарів і з’єднань компонентів. Оптимізуйте компонування, щоб мінімізувати відображення сигналу, розриви імпедансу та підтримувати рівномірний розподіл на друкованій платі.

6.6 Остаточна перевірка проекту та моделювання:

Перед виготовленням виконується остаточна перевірка конструкції та моделювання. Використовуйте інструменти моделювання для аналізу дизайну друкованої плати на цілісність сигналу, цілісність живлення, термічну поведінку та технологічність. Перевірте проект на відповідність початковим вимогам і внесіть необхідні коригування для оптимізації продуктивності та забезпечення технологічності.
Співпрацюйте та спілкуйтеся з іншими зацікавленими сторонами, такими як інженери-електрики, інженери-механіки та виробничі команди протягом усього процесу проектування, щоб забезпечити виконання всіх вимог і вирішення потенційних проблем. Регулярно переглядайте та повторюйте проекти, щоб включити відгуки та покращення.

7. Передовий досвід у галузі та практичні приклади

7.1 Успішні приклади проектування 16-шарової друкованої плати:

Приклад 1:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. успішно розробила 16-шарову друковану плату для високошвидкісного мережевого обладнання. Ретельно враховуючи цілісність сигналу та розподіл потужності, вони досягають чудової продуктивності та мінімізують електромагнітні перешкоди. Ключем до їх успіху є повністю оптимізована конструкція стека з використанням технології маршрутизації з контрольованим імпедансом.

Приклад 2:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. розробила 16-шарову друковану плату для складного медичного пристрою. Використовуючи комбінацію компонентів для поверхневого монтажу та наскрізних отворів, вони досягли компактної, але потужної конструкції. Ретельне розміщення компонентів і ефективна маршрутизація забезпечують чудову цілісність і надійність сигналу.

7.2 Вчіться на невдачах і уникайте пасток:

Приклад 1:Деякі виробники друкованих плат зіткнулися з проблемами цілісності сигналу в 16-шаровій конструкції друкованих плат комунікаційного обладнання. Причинами відмови були недостатнє врахування контролю імпедансу та відсутність належного розподілу площини заземлення. Отриманий урок полягає в тому, що потрібно ретельно проаналізувати вимоги до цілісності сигналу та забезпечити дотримання суворих інструкцій щодо проектування контролю імпедансу.

Приклад 2:Деякі виробники друкованих плат зіткнулися з проблемами виробництва 16-шарової друкованої плати через складність конструкції. Надмірне використання глухих отворів і щільно розміщених компонентів призводить до труднощів у виробництві та складанні. Отриманий урок полягає в тому, щоб знайти баланс між складністю конструкції та технологічністю, враховуючи можливості обраного виробника друкованих плат.

Щоб уникнути пасток і підводних каменів у дизайні 16-шарової друкованої плати, вкрай важливо:

a. Ретельно розуміти вимоги та обмеження проекту.
b. Конфігурації стека, які оптимізують цілісність сигналу та розподіл потужності. c. Ретельно розподіляйте та розташовуйте компоненти для оптимізації продуктивності та спрощення виробництва.
d. Забезпечте належні методи маршрутизації, такі як контроль імпедансу та уникнення надмірного використання сліпих переходів.
e. Співпрацюйте та ефективно спілкуйтеся з усіма зацікавленими сторонами, залученими до процесу проектування, включно з інженерами-електриками та механіками та виробничими групами.
f. Виконайте всебічну перевірку конструкції та моделювання для виявлення та усунення потенційних проблем перед виготовленням.