Introduction

Dans le monde de la conception électronique, la planification des empilements de cartes de circuits imprimés (PCB) multicouches devient l’un des facteurs clés de l’optimisation des performances des produits. En raison de son architecture complexe, elle constitue l’épine dorsale de l’électronique moderne. L’essence de cette structure réside dans sa capacité à améliorer considérablement les performances électriques de la transmission du signal. Ceci est accompli en atténuant les problèmes potentiels tels que le rayonnement électromagnétique, la diaphonie et la susceptibilité au bruit externe. Ces obstacles peuvent provoquer un fonctionnement intermittent, des défaillances de synchronisation et des perturbations qui dégradent les performances et la fiabilité du produit. .

Avantages du PCB multicouche

Les PCB multicouches avec des plans de cuivre contrastent avec les cartes à deux couches plus basiques. La capacité d’acheminer les signaux dans une configuration microruban ou stripline avec une impédance contrôlée réduit considérablement le rayonnement. Ce couplage étroit à un plan, qu’il s’agisse de la terre ou de l’alimentation, réduit également la diaphonie et améliore le signal. Il convient de noter qu’une carte à quatre couches peut émettre 15 dB de rayonnement en moins qu’une carte à deux couches.

Considérations clés pour la sélection par empilage

Il y a plusieurs facteurs à prendre en compte lors du choix d’une pile multicouche :

• Adjacence des couches de signaux : garantir que les couches de signaux sont toujours adjacentes aux plans limite le nombre de couches de signaux intégrées entre les plans.
• Couplage et utilisation des plans : les couches de signaux doivent maintenir un couplage étroit avec les plans adjacents. Les plans d’alimentation et de masse jouent un rôle important dans le chemin de retour du signal.
• Chemin de retour du signal : le chemin de retour du signal (généralement le plan le plus proche) est essentiel pour les signaux à temps de montée rapide en raison de sa faible inductance.
• Considérations de coût : Bien entendu, le coût reste un facteur décisif dans les considérations de conception.

L’effet du masque de soudure sur l’impédance

L’application d’un masque de soudure sur le PCB affecte le niveau d’impédance. Généralement, le masque de soudure peut réduire l’impédance des traces fines de 2 à 3 ohms, un facteur qui devient moins perceptible à mesure que l’épaisseur de la trace augmente.

Matériaux diélectriques

Le FR4 est le matériau diélectrique le plus couramment utilisé et est disponible sous forme de noyau et de préimprégné. Le noyau est constitué d’une fine résine époxy en fibre de verre durcie avec une feuille de cuivre des deux côtés, tandis que le préimprégné est constitué de feuilles de fibre de verre imprégnées de résine époxy non durcie.

Configuration d’empilage

La « méthode de la feuille » et la « méthode du couvercle » représentent des configurations d’empilage populaires. La première consiste à coller une feuille de cuivre à la couche la plus externe du préimprégné, tandis que la seconde utilise l’approche opposée.

Déterminer le nombre de couches et l’impédance

Le nombre de couches est déterminé par la complexité de la conception et est affecté par des facteurs tels que les exigences de dérivation BGA, les exigences de puissance, la densité des composants et le type de boîtier. Le taux d’achèvement de l’itinéraire préliminaire sans ajustements était de 85 %, ce qui sert de test décisif. pour l’adéquation de la pile choisie.

Les caractéristiques et les calculs d’impédance différentielle dépendent des règles de conception établies et des spécifications de la fiche technique des composants. La plage d’impédance typique est comprise entre 50 et 60 ohms.

Conclusion

La planification d’un empilement de circuits imprimés multicouches est un processus méticuleux qui nécessite une attention méticuleuse aux détails. Une superposition bien exécutée améliore non seulement les performances électriques du produit, mais ouvre également la voie à un processus de fabrication efficace. À mesure que la technologie continue de progresser, l’importance La nécessité de maîtriser cet aspect de la conception des PCB ne peut être surestimée car elle est au cœur de l’électronique moderne.