Pila de PCB multicapa

Introducción

En el mundo del diseño electrónico, la planificación de apilamientos de placas de circuito impreso (PCB) multicapa se convierte en uno de los factores clave para optimizar el rendimiento del producto. Debido a su compleja arquitectura, forma la columna vertebral de la electrónica moderna. La esencia de esta estructura reside en su capacidad para mejorar significativamente el rendimiento eléctrico de la transmisión de señales. Esto se logra mitigando posibles problemas como la radiación electromagnética, la diafonía y la susceptibilidad al ruido externo. Estos impedimentos pueden causar un funcionamiento intermitente, fallos de sincronización y perturbaciones que degradan el rendimiento y la confiabilidad del producto. .

Ventajas de la PCB multicapa

Los PCB multicapa con planos de cobre contrastan con las placas más básicas de dos capas. La capacidad de enrutar señales en una configuración de microstrip o stripline con impedancia controlada reduce significativamente la radiación. Este estrecho acoplamiento a un plano, ya sea tierra o energía, también reduce la diafonía y mejora la señal. integridad Vale la pena señalar que una placa de cuatro capas puede emitir 15 dB menos de radiación que una placa de dos capas.

Consideraciones clave para la selección de apilamiento

Hay varios factores a considerar al elegir una pila multicapa:

• Adyacencia de la capa de señal: garantizar que las capas de señal estén siempre adyacentes a los planos limita el número de capas de señal integradas entre planos.
• Acoplamiento y utilización del plano: las capas de señal deben mantener un estrecho acoplamiento con los planos adyacentes. Los planos de potencia y de tierra desempeñan un papel importante en la ruta de retorno de la señal.
• Ruta de retorno de la señal: la ruta de retorno de la señal (generalmente el plano más cercano) es crítica para señales de tiempo de aumento rápido debido a su baja inductancia.
• Consideraciones de costos: Por supuesto, el costo sigue siendo un factor decisivo en las consideraciones de diseño.

El efecto de la máscara de soldadura sobre la impedancia.

La aplicación de una máscara de soldadura en la PCB afecta el nivel de impedancia. Normalmente, la máscara de soldadura puede reducir la impedancia en trazas delgadas de 2 a 3 ohmios, un factor que se vuelve menos perceptible a medida que aumenta el espesor de las trazas.

Materiales dieléctricos

FR4 es el material dieléctrico más comúnmente utilizado y está disponible tanto en forma de núcleo como de preimpregnado. El núcleo consiste en una delgada resina epóxica de fibra de vidrio curada con una lámina de cobre en ambos lados, mientras que el preimpregnado consiste en láminas de fibra de vidrio impregnadas con resina epóxica sin curar.

Configuración de apilamiento

El «método de la lámina» y el «método de la tapa» representan configuraciones de apilamiento populares: el primero implica unir una lámina de cobre a la capa más externa de preimpregnado, mientras que el segundo utiliza el enfoque opuesto.

Determinar el número de capas y la impedancia.

El número de capas está determinado por la complejidad del diseño y se ve afectado por factores como los requisitos de ruptura BGA, los requisitos de energía, la densidad de los componentes y el tipo de paquete. La tasa de finalización de la ruta preliminar sin ajustes fue del 85%, lo que sirve como prueba de fuego. para la adecuación de la pila elegida.

Las características y los cálculos de impedancia diferencial dependen de las reglas de diseño establecidas y las especificaciones de la hoja de datos de los componentes. El rango de impedancia típico es entre 50 y 60 ohmios.

Conclusión

La planificación de un apilado de PCB multicapa es un proceso meticuloso que requiere una atención meticulosa a los detalles. Un diseño bien ejecutado no sólo mejora el rendimiento eléctrico del producto sino que también allana el camino para un proceso de fabricación eficiente. A medida que la tecnología continúa avanzando, la importancia No se puede subestimar la necesidad de dominar este aspecto del diseño de PCB, ya que está en el corazón de la electrónica moderna.