האתגר הכפול של עיצוב גבוה וכוח גבוה

מערכות אלקטרוניות מודרניות דורשות יותר ויותר לוחות מעגלים מודפסים (PCBs) שיכולים במקביל להתמודד עם אותות מהירים מאוד ואספקת חשמל משמעותית.שילוב זה נפוץ ביישומים כגון מגברי כוח RF, מערכות מכ"ם, ממירי נתונים מהירים מאוד, ומפעילי כוח יתר על המידה של מתגי BPC-Ethernet, כלומר, רצף ההסתערה של שכבות נחושת ודיאלקטריות, הופך לבסיס הקריטי להצלחה אופטימיזציה לסימנים גמישים לאפקטיביים אלה, דורשות באופן קבוע, לעתים קרובות, להשפעות יעילות של כוח-אפקטיביות של כוח-אפקטיביות של כוח-חשמליות נמוכה יותר, או לאפקטיביות.

מאמר זה מספק מסגרת מפורטת, ייצור מוכן עבור אופטימיזציה של ערימה כאשר הן ביצועים גבוהים וטיפול בעוצמה גבוהה הם לא ניתן להשגה. אנו נעבור מעבר להנחיות כלליות כדי לחקור תכונות חומרים ספציפיות, סידורי שכבה, באמצעות אסטרטגיות, וטכניקות ניהול תרמי המבטיחות עיצוב שלך עובד באופן אמין על אב הטיפוס הראשון.

הבנת דרישות התחרות

דרישות בעלות ערך גבוה

עבור אותות דיגיטליים עם שיעורי קצה מהירים (עלייה פעמים מתחת 1 ns) או אותות RF אנלוגיים מעל כמה מאות מגההרץ, ה- PCB מתחיל להתנהג כקו שידור.

  • (ב) ,0)התמכים: (בקיצור: 1) רוחבי טרצ'ה ועובי דיאלקטרי חייבים להיות ממונדסים בדיוק כדי להשיג אימפולסים אופייניים לקוד (בדרך כלל 50 ⁇ יחיד, 100 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)Low Dielectric Loss:FLT:1, החומר התת-סטרי חייב להיות גורם ניתוק נמוך (Df) בתדר התפעולי. Standard FR-4 הופך לאבדון מעל 1 GHz, סופג אנרגיה אותות וגרם חום.
  • (FLT:0) מינימלי דיאלקטרי משתנה:FLT:1 קבוע דיאלקטרי עקבי (Dk) על פני הלוח ועל הטמפרטורה הוא חיוני עבור אי-נוחות חוזרת.
  • (ב) ,0) קלוז קופלינג למטוסי היגיינה: היררכיה: ראטפל:1 (High-speed Identity Layer) חייב להיות סמוך ישירות למטוס קרקע מוצק, בלתי שבור כדי לספק נתיב החזרה מבוקר ולצמצם את החדירה.

דרישות בעלות עוצמה גבוהה

עיצובים מתקדמים מציגים מערכת שונה של דרישות המשפיעות במידה רבה על הערימה:

  • (FLT:0)Thick Copermia:FLT:1 Standard 1 oz (35 μm) נחושת עשויה להיות לא מספיק עבור זרמים מעל 5A לעקבות. 2 oz, 3 oz, או אפילו נחושת כבדה יותר (עד 10 oz) לעתים קרובות נחוץ עבור שכבות כוח.עם זאת, נחושת מסבך את הפחתת השליטה על שכבות אות סמוכים.
  • (FLT:0) ניהול רב-האדמיר: 1.FLT:1 חייב הערימה להקל על העברת חום ממרכיבים חמים (MOSFET, inducators, RF PAs) כדי לשקעי חום או קצה הלוח.זה כולל דרך תרמית, מתכת-core substrates, או טכנולוגיית מטבע נחושת משובצת.
  • (FLT:0)Low DC Resistanceve: FLT:1 Power and Ground מטוסים חייב להיות מספיק שטח חוצה שטח כדי למזער את הפסדי I2R טיפות מתח.זה עשוי לדרוש מספר רב של שכבות כוח ייעודיות או שפכות מטוסים רחב מהרגיל.
  • (FLT:0) אמינות רב-עוצמה: (FLT:1) חלקים בעלי עוצמה גבוהה גורמים חימום מקומי.חומרי הערימה חייבים להיות טמפרטורה גבוהה מעבר זכוכית (Tg) ומקדם של התרחבות תרמית (CTE) אשר תואם נחושת כדי למנוע באמצעות תקלות וחבית במהלך רכיבה תרמי.

עקרונות היסוד של Double-Optimization Stack-Ups

עקרון 1: עדיפות ל-Ground Coupling

הכלל החשוב ביותר עבור ערימה גבוהה של קידוד הוא להציב כל שכבת אות ישירות ליד מטוס ההתייחסות.בלוח רב-שכבות, זה אומר כי שכבת אות לא צריך להיות מבודד בין שני מטוסים ללא מטוס קרקע. מטוס ההתייחסות פועל כמו נתיב החזרה ובקר בשטח האלקטרומגנטי. עבור אותות גבוהים, להשתמש במטוס ייעודי, לא כוח, כפי שהפניה העיקרית מבטיחה נתיב נמוך, החזרה עקבית.

עקרון 2: הפרדה בין כוח וספירות אותות

בעיצובים בעלי עוצמה גבוהה, מטוסים כוח לשאת זרמים גדולים, רועשים ועשויים להיות בעלי פיגור משמעותי.שכבות אלה צריכות להיות ממוקמות באמצע הערימה, לעתים קרובות "מחוסכות" בין מטוסים קרקעיים, כדי לספק כמה מגנים. להימנע הצבת שכבות אות רגישות גבוהות ישירות בין מטוס כוח וקרקע אלא אם כן הכרחי, כי הסימטריה יכולה לגרום לזיהומים ולכמה מרעישת כוח.

עקרון 3: השתמש ב Symmetrical Stack-Ups

ייצור דורש ערימה מאוזנת של lamination כדי למנוע דף מלחמה במהלך ההחזקה של זמן רב ותהליכי התחדשות הנמכרים.לדוגמה, לוח 6-layer צריך להיות עובי נחושת סימטרי הליבה / הכנה / הכנה מן העליון עד למטה. a un מאוזן ערימה-up (למשל, 2 oz נחושת למעלה, 1 oz על גבי, 1 oz על גבי תחתית עם דיפרציות שונות) יגרום לאמינות, , , , , , , , , , , סיפון סיפון העליון , , , , , סיפון העליון , , , , סיפון העליון סיפון העליון , , , , , , , , , , , , , , , ערימה להשפיע על גבי למעלה, סיפון העליון, סיפון העליון, סיפון העליון, , סיפון העליון, סיפון העליון, זחל על גבי למעלה, , oz על גבי למעלה, , , זחלות על גבי, , oz על גבי למעלה, 1 זחל על גבי למעלה, זחל על גבי העליון, 1 זחל על גבי למעלה, 1

עקרון 4: נהל את קופר ת'יקטוריון

אם אתה דורש נחושת עבה (2+ oz) עבור שכבות כוח, לתכנן את הערימה בזהירות.חושת ת'יק מקש על וכו 'h תכונות קופה דרושה עבור עקבות גבוה ⁇ , לכן, להציב נחושת עבה רק על כוח פנימי ומטוסי קרקע, תוך שמירה על שכבות אותות חיצוניים בתקן 1 oz או 0.5 oz נחושת. אם עבה נדרש על שכבה חיצונית (למשל, עבור חיבור גבוה-הווה), באמצעות ערימה כבדה או היברידית).

בחירת חומרים: The Engineering Trade-Off

הבחירה של חומר דיאלקטרי היא ככל הנראה ההחלטה המשפיעה ביותר בעיצוב ערימה.עבור לוחות גבוה וכוח גבוה, תקן FR-4 הוא רק לעתים רחוקות מספיק.אתה חייב לבחור חומרים המבוססים על הביצועים החשמליים והרמיאומיים שלהם.

המונחים: key material Parameters

  • (FLT:0 (Dk) קונסטנטין: 0Dal Constant (Dk): בחרו חומר עם Dk נמוך ויציב (below 4.0 עבור רוב יישומי RF). חומרים גבוהים-Dk להאט את התפשטות האותות ויכולים לגרום לתקלות.
  • <חזק>Dissipation Factor (Df): Df נמוך פירושו פחות אובדן אות. עבור תדרים מעל 1 GHz, לחפש חומרים עם Df < 0.010. עבור כוח גבוה, Df נמוך גם מפחית חימום עצמי.
  • (FLT:0) Thermal Conductivity (k): ההרחבה 1 (התפרקות בעוצמה גבוהה, מוליכות תרמית גבוהה יותר מועילה. Standard FR-4 יש k ⁇ 0.3 W/mK. חומרים בעלי ביצועים גבוהים כמו פולימידיד או מלונים מלאים קרמיקה יכולים להגיע ל-0.5-1.5 W/mK.
  • (FLT:0Glass Transition טמפרטורה (Tg): ibph:1 עבור לוחות כוח גבוהה שרואים טמפרטורות גבוהות, Tg > 170 מעלות צלזיוס מומלץ לשמור על יציבות מכנית.
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

משפחות חומריות

  • (FLT:0) במהירות גבוהה FRIR-4:FLT:1 (למשל, Isola 370HR, ITEQ IT-180A) - טוב ליישומים עד 2-4 GHz עם כוח מתון.
  • (FLT:0)PTFE/Woven Glass:FreaLT:1 (למשל, רוג'רס RT/duroid סדרה, Taconic TLY) - מעולה עבור גבוה ⁇ (עד 20+ GHz) עם Df נמוך מאוד יציב Dk. עם זאת, PT הוא רך, יש CTE גבוה, והוא יקר יותר לעתים קרובות.
  • (FLT:0Ceramic-Filled Hydrocarbon:BuildFLT:1) (למשל, רוג'רס RO4000 סדרה, Isola Astra MT77) - מעולה עבור יישומי RF ומיקרוגל עד 30 GHz.אלה יש מוליכות תרמית טובה (0.5-0.7 W/mK) והם תואמים לעיבוד סטנדרטי 4-4, מה שהופך אותם לבחירה פופולרית עבור חתימות חוצות.
  • (FLT:0) באופן פולימיידיד: 1 (למשל, DuPont Pyralux, Polyclad) - ביצועים גבוהים של סביבות תרמיות קיצוניות (Tg > 250 מעלות צלזיוס) בשימוש במודולים אווירוקל ורכב גבוה.הם יקרים יותר ומעט יותר אובדן מאשר PTFE.

אסטרטגיית Hybrid Stack-Up

עבור עיצובים בעלי עלויות וביצועים, לשקול ערימה היברידית.לדוגמה, להשתמש בזרע גבוה (כמו רוג'רס RO4350B) עבור שכבות האות החיצוני שבו עקבות מהירות גבוהה שוכנים, וסטנדרט גבוה גבוה-Tg FR-4 עבור הכוח הפנימי ושכבות הקרקע.זה נותן לך אות מעולה על שכבות קריטיות תוך שליטה על עלויות ומספק תמיכה מכנית טובה עבור מטוסים נחושת כבדה.

המונחים: Crafting the Stack-Up

בואו נבחן הגדרות של שכבתיות מעשיות עבור טיים של ביצועים משותפים.

8-Layer Stack-Up for High-Frequency and Power (Recommend)

זהו נקודת התחלה חזקה עבור לוחות אשר חייב לפעול מעל 1 GHz ולטפל 5-20A של זרם מוחלט.

  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד): "ה' (ב"ב)" (ב"ב) - השתמש ב-0.5 oz נחושת, עקבות דקים.
  • (ב) ⁇ :0 (Layer 2:cioFLT:1) מטוס קרקע (Solid, no divideds) - נחושת אחת oz מספקת נתיב החזרה לשכבה 1 ומגן עבור שכבה 3.
  • (FLT:0)Layer 3:03FLT:1) Power מטוס (רכבת גבוהה בזמן גבוהה, למשל, 3.3V או 12V) - השתמש 2 oz או 3 oz נחושת עבור התנגדות נמוכה.
  • (ב) ,0)Layer 4:03FLT:1 , מטוס קרקע 1 oz נחושת.הכרחי לשליטה במכשולים לשכבת 3 ולספק דרך נתיבי החזרה.
  • (ב) ויקרא: ויקרא י' (במדבר כ"ד, ⁇ ), ⁇ ) - 1 oz נחושת.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0Layer 8 (Botom): ההרחבה 1 (High- ⁇ , תוספת של חסימה או רכיב דיסקרטי) - 0.5 oz או 1 oz נחושת.

תכונות:0Key: FigFLT:1 ⁇ גבוה על Top ולמטה הם יחד עם הקרקע הדוקה. מטוסים כוח מחולקים לשכבות ייעודיות עם נחושת כבדה, מרוצפים בין מטוסים קרקעיים לכיסוי רעש.ערימה זו היא סימטרית (משקלים ועוביים צריך להיות תואמים בין נשפים העליון ותחתוני).

6-Layer Stack-Up (Compact Alternative)

כאשר עובי לוח או מגבלות עלות מגבילים אותך ל-6 שכבות:

  • (ב) ויקרא י"א: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד:
  • (בלטינית:0)Layer 3:03FLT:1 פאוור (בשורה גבוהה, 2 oz) - שקול באמצעות הליבה נחושת כבדה.
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד:
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד, ויקרא י"ד, יט).
  • תלמוד בבלי:0 (ב) ,5 ,2 ,

במקרה זה, לכל שכבות האותות יש מטוס קרקע סמוך, ושכבת הכוח מוגנת.עם זאת, רק שכבת כוח ייעודית קיימת, כך ייתכן שיהיה עליך לשתף מספר רב של מסילות מתח על שכבה 3 באמצעות פיצולי מטוס כוח. השתמש בפירוק זהיר ותפור דרך כדי לשמור על PI.

12-Layer and Beyond

עם יותר מ -8 שכבות, אתה יכול להפריד בלוקים פונקציונליים נפרדים יותר.A 12-layer ערימה יכול לכלול אנלוגיה ייעודית ומטוסים קרקעיים דיגיטליים, שכבות כוח מרובות עם נחושת כבדה, ושכבה פסילה עבור אותות סימטריים קריטיים ביותר (מיושבים בין שני מטוסים קרקעיים לבידוד מקסימלי) עקרונות היסוד נשארים: לשמור על עמידות קרקעית לכל שכבה, להשתמש בהקמה סימטרית, ולהקצאת משקל כבד כדי להקצות שכבות כוח פנימי.

שילוב ניהולי תוך ההרחבה Stack-Up

חלקים בעלי עוצמה גבוהה מייצרים חום שיש להתרחק ממנו.הערימה עצמה היא דרך תרמית.חשבו אסטרטגיות אלה:

  • (FLT:0) וות' מתחת לעומס חם:FLT ( 1:1) השתמש במערך של קטן, מלא באמצעות (לעתים קרובות 0.3 מ"מ או קטן יותר) ישירות תחת רכיבי כוח.אלה דרך חום מן השכבה העליונה אל קרקע פנימית או מטוסים כוח הפועלים כמפיצים חום.מספר הנדרש של תרמי באמצעות פיזור חשמל תלוי בגוון; כלל הוא 10-15 דרך נתיבי חום ל-0.5 מעלות צלזיוס.
  • (FLT:0)Metal-Core PCB (MCPCB): 1 לעוצמה קיצונית (>50W לכל מודול), לשקול אלומיניום או לוח מתכת מגובה נחושת.בעיצוב זה, השכבה הדיאלקטרית היא דקת, התנהגות תרמית (1–3 W/mK) לפני הכניסה ישירות לבסיס מתכת.זה מספק אותות חום מצוינים הם סימן נחושת גבוה, אם כי יש צורך על גבי מתכת / ריצוף העליון הוא צורך, אם כי הוא צורך על גבי מתכת הוא צורך בשכבה גבוהה.
  • (FLT:0)Copper Coin הכנסתs:FLT:1 עבור צפיפות הכוח הגבוהה ביותר, צינורות נחושת עבה ניתן לטבול בדירקטוריון.אלה חתיכות נחושת מוצקות ממוקמים ישירות תחת הרכיב החם, המשתרעות מן השכבה העליונה כדי לשקע חום על תחתית, מתן נתיב התנגדות תרמי נמוך מאוד.
  • (FLT:0)Thick Copper מטוסים כמו מפיץ חום: אנדרט 1:1 קרקע ייעודית או מטוס חשמל עם 2 oz או נחושת כבדה יותר יכול לפעול כמו מפיץ חום יעיל.ה מוליכות תרמית גבוהה של נחושת (385 W / mK) פירושו חום מתפשט במהירות מאוחר יותר בתוך המטוס.

שליטה ו Trace Geometry עבור Thick Copper

כאשר משתמשים בחוש נחושת כבד (2 oz או יותר) על שכבה ליד שכבת אות, עליך לקחת בחשבון את עובי נחושת מוגבר בחישובי ההימנעות שלך.מדחושת ת'יק מגביר את החלקה של החצוצרה, אשר מורידה את הדחף האופייני לצליל מסוים.מחשבונים סטנדרטיים לא יכולים להיות מודל מדויק זה.

  • השתמש ב- 2D שדה פתרון (למשל, Polar SI9000, Simbeor) התומך במודלים של מוליך עבה.
  • להגדיל את רוחב העקב מעט לפצות על הדחף התחתון בשל נחושת עבה על מטוסים סמוכים.
  • להיות מודע לכך שהאפקט העור בתדרים גבוהים גורם לזרם על פני השטח של המוליכים.עבור תדרים מעל 1 GHz, העומק הנוכחי הוא רק כמה מיקרומטרים. נחושת עבה מאוד (3 oz או יותר) לא להפחית באופן משמעותי את ההתנגדות AC מעבר 1 oz עבור שכבות, אבל זה מוסיף עודף קיבול.

EMI Mitigation Through Stack-Up Design

ערימה מעוצבת היטב היא מסנן EMI חזק. אסטרטגיות מפתח כוללות:

  • (ב) ,0 (המטוסים:0) ,(הבא) , לעולם אל תעקבו דרך מטוס קרקע על פני ציון גבוה של שכבת אות. A חריץ או חור במטוס הקרקע יגדילו את נתיב החזרה, דבר שיגרום לרעש וקרינה.
  • (FLT:0Via Fencing and Grounding: ⁇ 1) עבור קווי מיקרו-סטריפ (למעלה / ⁇ שכבות), מקום באמצעות גדרות (הצליח דרך) לאורך הקצוות של עקבות האות, בחלל ב λ/10 או פחות בתדר ההרמוני הגבוה ביותר.זה מכיל את השדה האלקטרומגנטי ומפחית את הקרינה.
  • (FLT:0)Layer-Stack Sequencing:cioFLT:1) כוח מקום ומטוסי קרקע קרוב ככל האפשר (עם 3-5 mils of dielectric) כדי ליצור קפיטור גבוה ⁇ .זה מצמצם את כוח המטוס מקטין את הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הרעש.
  • (FLT:0) השימוש ב-Horked and Blind Vias:cioFLT:1) עבור אותות מהירים מאוד, לשקול שימוש בקבורות דרך לחיבור שכבות פנימיות ללא פיסות שגורמות להשתקפות.

סימבול ואימות לפני הייצור

עיצוב Stack-up הוא כלי עזר לפני סיום, השתמש בכלים סימולציה כדי לאמת את האפשרויות שלך:

  • (ב) ,0) פרופיל: FLT:1 להפעיל מעבורת שדה 2D עבור כל רשת קריטית באמצעות עוביים של ערימה בפועל ומשקל נחושת.
  • (FLT:0) Power Integrity (PI) Analysis:cioFLT:1) לחדד את רשת חלוקת החשמל (PDN) ערימה טובה עם דיאלקטריות דקות בין כוח וקרקע תיתן חזרה PDN מתחת 100 m ⁇ בתדרי המעבר של ICs שלך.
  • (FLT:0) Thermal Simulation:FLT:1 for high-powerחתי חלקים, להפעיל את ה- Co-simulation תרמי (למשל, באמצעות אלטום, Ansys, או SolidWorks Flow Simulation) כדי לוודא כי הערימה, תרמי באמצעות, ומשקלי נחושת לשמור על טמפרטורות צומת מתחת למגבלות הדירוג שלהם.
  • (FLT:0) אינטגרליות (SI) סימלוציה: 1 עבור אוטובוסים דיגיטליים מהירים (DDR, PCIe, Gigabit Ethernet), לרוץ SPICE או IBIS סימולציות עם מודלי עקבות מופקים מערימה שלך כדי לאמת דיאגרמות העין הם נקיים.

מלכודות מעשיות להימנע

  • (FLT:0Misalignment of Dielectric Thickness:BuildFLT) 1 A Commonטעות הוא לציין עובי דיאלקטרי בערימה שאינה סטנדרטית מהספק.עבוד ישירות עם המברק של PCB שלך כדי לקבל את הליבה הזמין שלהם ואת עוביים טרום פרפור.
  • (FLT:0) עודף משקל קופר: ההרחבה 1 (השתמש ב 3 oz נחושת על כל השכבות עולה ומורכבות באופן משמעותי, רק להשתמש נחושת כבדה על שכבות שצריכים לשאת זרם גבוה או מוקדשים להפצת חום.
  • (FLT:0) ,Negting the Complete Board Thickness:BuildFLT) 1:1 סך הערימה שלך חייב להתאים בתוך עובי הסופי של היעד (למשל, 1.6mm, 2.4mm) שכבות נחושת תותבות להגדיל את עובי הכולל. ייתכן שיהיה עליך לדק את הדיאלקטריים או להשתמש בליבת דק כדי לפצות.
  • (FLT:0) אבחון של המרקיזות: לא כל המדגמים יכולים להתמודד עם עקבות נחושת כבדות, קנסות דו-פכיים, או חומרים היברידיים.תמיד לעסוק ביצרן ה- PCB מוקדם בתהליך עיצוב הערימה ולבקש משוב עיצוב-לכאורה (DFM).

מסקנה

מבחינה PCB אופטימיזציה של ערימה PCB עבור יישומים גבוהים וכוח גבוה הוא אתגר הנדסי מורכב אך מתגמל מאוד.המפתח הוא דבק בדבקות קפדנית עקרונות היסוד: שמירה על אות הדוקה למשטח הפיכה, באמצעות סידורים שכבתיים סימטריים, בחירת החומרים הדיאלקטריים הנכונים עבור הצרכים החשמליים והרמיסים, ושילוב אסטרטגיות ניהול חום נאותה מן ההתחלה.

מקור:0 (ב) 1

  • (FLT:0)IPC - Association Connecting Electronics IndustriesFIRLT:1) (Standards for PCB design, Materials, andאמינות).
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) אלטיום - הנחיות עיצוב PCB-Up Design Guidelines, ReveFLT:1 (שימוש בכלי עיצוב ractical Design Tool).
  • (FLT:0)SierraConnect - ניהול תרמי עבור PCB כוח גבוה כוח עליון (Implement טכניקות).