הנחיות על יצירת סטקים של פיי-קיי-בי רב שכבה כדי לעלות את הביצועים החשמליים והיכולת לייצור

מבוא ל- Multilayer Stackups

תכנון לוח מעגלים מודפס של PCB הוא אחד המשימות הקריטיות ביותר בפיתוח אלקטרוניקה מודרני.הערימה - סידור של שכבות נחושת, בידוד דיאלקטריות, ו prepregs - קובע ישירות את שלמות האות, תאימות אלקטרומגנטית, ביצועים תרמיים, ותשואות ייצור.ערמה מתוכננת גרועה יכולה להוביל לקרוס, עיוותים לא מתאימים, פליטות מוגזמות, או דף מלחמה שגורמים לכיסוי דיגיטלי חזק, המאפשר מקיפים, ללא פגע, מאפשר הפצה דיגיטלית, ללא פגע, עם פעילות גופנית, יעילה, יעילה, יעילה, יעילה, ללא פגע, ומערכת הפעלה מקיפה, יעילה, יעילה, יעילה, יעילה, יעילה, עם קומפקטית, יעילה, עם קומפקטית, עיצוב, ללא הפרעה, יעילה, עם קומפקטית, יעילה, עם מקיפים, עיצוב, עיצוב יעיל של פעילות דיגיטלית, יעילה, מערכת יחסים עם מקיפים, יעילה, יעילה, מערכת יחסים עם מקיפים, עם מקיפים, יעילה, יעילה מאוד, יעילה מאוד, מערכת יחסים עם מקיפים, מערכת יחסים עם מקיפים, מערכת יחסים גמישה, מערכת יחסים גמישה, מערכת יחסים עם מקיפים, מערכת הפעלה דיגיטלית, מערכת יחסים גמישה, מערכת יחסים עם מקיפים, מערכת יחסים גמישה, מערכת הפעלה דיגיטלית, מערכת הפעלה קומפקטית, מערכת יחסים גמיש

מימון של Multilayer Stackups

מערך רב-שכבות מורכב משילוב שכבות של סיכול נחושת מוליכים ומבודד חומרים דיאלקטריים, שנשלטו יחד תחת חום ולחץ.חומרים הנפוצים ביותר הם FR-4 (Gate Glass epoxy) לשימוש כללי, עם אפשרויות מתקדמות כגון מלות בעלות נמוכה עבור יישומים גבוהים.הערימה כוללת שכבות ליבה (חשמליות עם נחושת משני הצדדים) ושכבות טרום-חשמליות (עמודות) ושכבות של מטוסים חשמליים).

פרמטרים מרכזיים כוללים:

(ב) ,0)Layer ספירת'רמבייט 1 (בדרך כלל 4, 6, 8, 10 או יותר, בהתאם לדחיסות ולדרישות האותות.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) [[1924]]]] ו[[1924]]]]]] [[1924]]]]]] ו[[1924]]]]]] [[1924]]]]]] ו[[1924]]]]]] [[1924]]]]
(ב) ויקרא י"א: "ה', בין השכבות, נשלטות על ידי טרף ועובי ליבה, קריטיות לשליטה בלתי נמנעת.

שמירה על סימטריה בערימה היא אחד הכללים החשובים ביותר לייצור: בנייה סימטרית על המרכז האנכי מונע הלוח משתחווה או מתפתל במהלך ההארה וזרימה.

הנחיות מפתח ליצירת PCB אפקטיבי

תכנון סוללות פונקציות explicitly

לפני שציירו עקבות בודדים, להקצות פונקציה ברורה לכל שכבת נחושת. Dedicate one or moreשכבות למטוסים קרקעיים מוצק, אחד למטוסי חשמל (או איים מפוצלים), והשכבות הנותרים כדי לסמן routing.הפרדה פונקציונלית זו מפחיתה הפיכה רעש וסימולציות של דקר (Squarety-Squareceing) ל-Drecetows) כדי לספק אותות הגנה מצוינים או ל-Fretow-Fretretretretretretow-Fretows.

עקבו אחרי Symmetrical Stackup

סימפמטי מתייחס להתפלגות נחושת זהה ועובי דיאלקטרי משני צד של קו מרכז לוח ה- Aסימטרי (למשל, נחושת עבה מצד אחד, דק בצד השני) גורם ללחץ בלתי אחיד במהלך הנשיפה, המוביל ללוחות Warpage. Warped קשה למכורר ועשוי להיכשל במהלך ההטלה.

מראות אותות עם צפיפות דומה של זעזועים על הצדדים.
השתמש באותה כמות של שכבות נחושת בכל צד של המרכז.
איזון מילוי נחושת (קרקע מוזמנת) על שכבות חיצוניות כדי להימנע מהתפלגות מתכת לא מאוזנת.

שימוש במטוסי קרקע וכוח ייעודיים

מטוסים חד קרקעיים ועוצמה מספקים נתיב החזרה נמוך מתמשך עבור אותות גבוהים, צמצום אזור לולאה ו minimizing EMI. להימנע פיצול מטוסים קרקעיים עבור חלקים אנלוגיים ודיגיטליים על אותה שכבה; במקום זאת, להשתמש במטוסים קרקעיים נפרדים על שכבות שונות הקשורות בנקודה אחת אם בידוד הוא קריטי מטוסים כוח צריך להיות ממוקם ליד מטוסים קרקעיים כדי ליצור מרתיע גבוה (הצמד) או פחמן רדיואקטיביים לפחים (ה) כדי למנוע את פליטות פחמן רדיואקטיביים).

Minimize Via Usage and Place them אסטרטגי

ויטס מציגה אינדוקציות טפיליות וכניעה, אשר מדגימות את שלמות האות במהירויות גבוהות.כל אחד באמצעות מוסיף כ-0.5-1 nH של אינדוקציה, והאפקט הופך משמעותי מעל 1 GHz.

השתמש במספר המינימלי של דרך עקבי עם דרישות ניתוק.
מקום דרך קרוב כריות רכיב כדי להפחית את אורך ה- stub.
עבור זוגות שונים במהירות גבוהה, לשמור את שני העקבות עם זהה באמצעות דפוסים כדי לשמור על סקייו.
שקול באמצעות עיוור, קבור או מיקרוביות עבור עיצובים צפופים, אבל להיות מודע לכך שעלויות ייצור אלה מגבירות.
השתמש ב- in-pad רק כאשר הכרחי לחלוטין ומלא אותם עם epoxy התנהגותית או לא מוליכים.

המונחים: Dielectric Thickness

עוביים דיאלקטריים עקביים בין שכבות אותות לבין מטוסי ההתייחסות הסמוכים שלהם הם חיוניים עבור תנופה אחידה.ריאציות עובי לגרום חוסר התאמה, אשר משקף אותות ומדפי עיניים דיאגרמות. לעבוד עם המברק שלך לבחור עוביים סטנדרטיים מראש להשיג את היעד שלך עכבות. לשמור את אותו עובי דיאלקטרי על שכבה סימטרית (למשל, בין שכבה 2 ו -3 צריך למנוע את השכבה 4 ו ).

טיפים עיצוב אופטימיזציה של ביצועים חשמליים

שליטה ו Trace Geometry

עבור ממשקים מהירים כגון PCIe, USB 3.x, HDMI, DDR או Gigabit Ethernet, אימפולס מבוקר הוא בלתי ניתן להשגה.קבע את המטרה יחיד מראש (בדרך כלל 50 ⁇ ) או שונה (בדרך כלל 100 ⁇ או 90 ⁇ ) ללא הגבלה באמצעות 2D ממסמי שדה המסופקים על ידי כלי EDA או ממצא שלך: מחשבוני מחשבוני מחשבוניים מקוונים כוללים:

(ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]
(ב) ,0) ,ב"ה, "התעלל" (ב) על ידי מזבח (במדבר כ"ד).
(ב) ,0) ,0 (Dk)FLT:1 , ירידה במשקל של גיאומטריה.

תמיד לכלול שולחן ערימה בקבצי התכנון שלך המפרטים את חסימה המטרה, סובלנות (בדרך כלל ± 10%), ואת הערימה בפועל בשימוש. עבור זוגות שונים, לשמור על הפיכה הדוקה על ידי שמירה על קצה-כדי דחיסה בין עקבות פחות מאשר הגובה דיאלקטרי אל המטוס ההתייחסות.

אותות אסטרטגיות לצמצום EMI

אותות מהירים על שכבות פנימיות (בין מטוסים קרקעיים או כוח) כדי לנצל את ההשפעה המגינה של נחושת שמסביב.שכבות חיצוניות רגישים יותר להתערבות חיצונית וגם קורנות יותר. שמור אותות קריטיים הרחק מן הקצוות הלוחיים - מרחק של לפחות חמש פעמים עובי הדיאלקטרי מומלץ להימנע מפגיעה מעל גבולות המטוס מפוצלים; אם אות חייב לחרוג, להוסיף תפרים או להשתמש בשכבה אחורית אחרת.

אסטרטגיה להורדת Low Noise

רשת קרקע נמוכה של PCB היא הבסיס של מטוס קרקע נקי. השתמש חוצות רציף על לפחות שתי שכבות פנימיות.חבר את כל המטוסים הקרקע עם מספר רב של דרך סביב הפריפריה של הלוח ועד כמעט כל רכיב במהירות גבוהה. עבור ICs חתומה מעורבבת, להציב את הגבול בין אנלוגי ודיגיטלי ישירות מתחת למכשיר, ולחבר את שני המטוסים רק בנקודה זו - לעולם לא לקשור אותם יחד עם "קרקעות" אלה; הם רק על ידי רעשים גדולים; הם יוצרים רק על ידי רעידות גדולות.

Capacitorsing Capacitors and Power Integrity

יושרה כוח (PI) מבטיחה כי המתח המסופק לכל IC נשאר בתוך סובלנות מוגדרת תחת עומסים transient. Place decoupling capaciHz קרוב ככל האפשר למערך הכוח של מכשירים פעילים. השתמש במגוון של ערכי capacitor (למשל, 10 μF, 100 nF, 1 nF) כדי לכסות ספקטרום רחב יותר (הערך הקטן ביותר (Elow Elow) צריך להיות ממוקם ישירות עם מטוס 1D).

דרישות ייצור בעלות עלות-אוויר

המונחים: ETHER REPUING

בחר את המספר המינימלי של שכבות המספקות דרישות חשמל וניתוק.כל שכבה נוספת מגבירה את העלות החומרית, מחזורי ההנקה, זמן קידוח, וגירסת סיכון.לוח 4-שכבות מספיק עבור עיצובים מורכבים רבים נמוך עד בינוני.עבור מאוורר BGA צפוף, 6 או 8 שכבות עשוי להיות הכרחי. להימנע מעומס יתר: אם אתה יכול לנת את כל הסימנים על שתי שכבות פנימיות עם שכבה נאותה, 4 עשוי להיות די גבוה יותר כדי סימולציה של .

בחירה וזמינות מוקדמת

בחר dielectrics עם ערכי Dk ו Df עקביים בטווח התדירות של עניין. Standard FR-4 (Dk -4.5 ב 1 MHz, -4.2 ב 1 GHz) הוא בסדר לתדרים עד כמה GHz. מעל 5 GHz, לשקול חומרים נמוכים כגון רוג'רס סדרה, Isola FR-40HR, או מג 6tron.

עיצוב כללי המרק

כל יצרן PCB מפרסם קבוצה של כללי עיצוב המכסים רוחב של עקבות מינימליים, מינימום ספאק, טבעת מינימלית אנרית, באמצעות גדלים, ויחסי היבטים.עקוב אחר כללים אלה רק כדי להימנע מעיצובים יקרים.

מינימום של מעקב / מרחב: 4/4 mil (0.1 /0.1 מ"מ) עבור שכבות חיצוניות; 3.5 /3.5 mil עבור שכבות פנימיות.
מינימום באמצעות קוטר: 0.3 מ"מ (12 מייל) עבור דרך מכנית.
טבעת מינימלית: 0.1 מ"מ (4 mil) עם דרגה 2 בשפע.

אם העיצוב שלך דורש סובלנות הדוקה יותר, לדון עם המברק מוקדם - חלק יכול להשיג 3/3 או קטן יותר עם תהליכים מתקדמים. להימנע משימוש דיאלקטריות דקות מאוד (< 3 mil) אלא אם כן הכרחי; הם קשה יותר להשמיד באופן עקבי.

קליר, סובלנות, ופאנל Utilization

לשמור על נקה נאותה בין תכונות נחושת לבין הקצוות לוח (בדרך כלל 0.5 מ"מ עבור שכבות פנימיות, 1 מ"מ עבור שכבות חיצוניות) כדי למנוע נחושת להיחשף במהלך depaneling. לספק מספיק נקה סביב חורים מצטברים כדי להימנע מעגלים קצרים.עבור דרך הקצוות ליד לוחות, לשקול שימוש באזור ללא הפסקה כדי למנוע הפסקה במהלך routing. לעבוד עם המדגם שלך כדי לייעל: ניצול מלבניה 1824 , לא יכול להפחית את החיתוך טקסט רגיל.

דוגמאות מתקדמות

המחסניות האופייניות הבאות ממחישות כיצד ליישם את ההנחיות שנדונו:

(ב) ⁇ (הופנה מהדף ⁇ )

קטגוריה: Signal / רכיב צד
שכבה 2: מטוס קרקע
מטוס מספר 3: Power Air
סמן 4: אות / Solder Side

הסדר זה מספק מגן מעולה עבור שכבות האות, עם מטוסים הקרקע והכוח הפועלים כנקודת מפנה נמוכה של התנגדות. אי-ציות ניתן לשלוט על ידי התאמת עובי הדיאלקטרי בין שכבה 1 ושכבה 2, ובין שכבת 3 ושכבה 4.

(ב) ⁇ (ב"ה) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

דרגה 1: אות (למעלה)
שכבה 2: מטוס קרקע
שכבת ציון 3: אות (רובו של שכבת)
שכבת ה-Bilt 4: Signal (רובו של שכבת ה-Creting Layer)
מטוס כוח 5 Power
שכבה 6: אות ( ⁇ )

כדי לשפר את השלמות האותית, החלפת שכבת 3 ושכבה 4 כך שיש זוג מטוס קרקע / כוח הסמוך לכל שכבת אות. לחלופין, השתמש בהתפלגות סימטרית 1-2-1-1-1-1-1-1-1- אות: אות - אות - כוח - עוצמה - קרקע - אות - אות, אשר מגן הן שכבות פנימיות.

(ב) ⁇ (ב[[1924]]]]]]]]

שכבה 1: אות / רכיב
שכבה 2: מטוס קרקע
שכבה 3: אות (מהירות גבוהה)
שכבה 4: מטוס קרקע
מטוס כוח 5 Power
שכבה 6: אות (מהירות גבוהה)
שכבה 7: מטוס קרקע
שכבה 8: אות / רכיב

ערימה זו מספקת שלושה מטוסים קרקעיים ייעודיים, אשר למעשה מבודדים כל שכבת אות. Power וקרקע הם סמוכים (L4/L5) עבור קפיאנטטיס אופטימלית של המטוס.

(ב) לקריאה נוספת על אילוצים עיצוב וייצור מחסנים, להתייעץ עם ה-FLT:0 (IPC-2141A StandardsFLT:1 או לבדוק את מדריכי התכנון שפורסמו על ידי מדגמים מרכזיים כגון FLT:2Sierra Circuits (FLT 3:41 ו-FLT:4 AltiumFLT:5).

מסקנה

יצירת ערימה רב-שכבת PCB מוצלחת דורשת איזון ביצועים חשמליים עם עלות ומיומנות.ההנחיות שהוצגו כאן - תכנון שכבת פונקציות, שמירה על סימטריה, באמצעות מטוסים ייעודיים, שליטה במניעה, ולאחר כללי ייצור - ליצור את הבסיס של תהליך עיצוב חזק.תמיד לדמות אותות קריטיים מוקדם, להעביר באופן ברור את דרישות הערימה של המרקם שלך, והוא מבוסס על משוב.