Jak plánovat vícevrstvé skládání DPS

Při navrhování vícevrstvých desek plošných spojů byste měli vzít v úvahu následující faktory. Referenční roviny pro signály 3. vrstvy jsou obvykle umístěny ve vrstvách 2 a 5. Signály vedené na vrstvě 4 využívají tyto referenční roviny. Pokud jsou referenční roviny umístěny na vrstvách vzdálených od signálových vrstev, je nutné použít široké stopy. Tento typ trasování je možný pouze v případě, že společná impedance vrstev je rovna 50O nebo vyšší.

Použití správce zásobníku vrstev

Před vytvořením vícevrstvé desky plošných spojů byste měli nejprve určit, jaký typ technologie hodláte použít. To vám umožní určit, kolik vrstev budete potřebovat a jaké bude rozložení jednotlivých vrstev. Poté byste měli vytvořit schéma pomocí softwaru nebo počítačem podporovaných návrhů. To vám pomůže rozvržení otestovat a zajistit, že bude funkční. Dalším krokem je určit, jak umístit jednotlivé součásti, včetně typů zapojení.

Čím více vrstev na desce plošných spojů máte, tím lépe. Více vrstev totiž zvyšuje tok energie a snižuje elektromagnetické rušení. Více vrstev také umožňuje umístit na jednu desku více elektroniky.

Použití více zemních rovin

Prvním krokem při návrhu uspořádání desek plošných spojů je určení počtu vrstev. Poté je třeba rozhodnout, kam umístit vnitřní vrstvu a jak rozdělit signály mezi vrstvy. Dodržením správného plánu můžete minimalizovat náklady na zapojení a výrobu.

Signální vrstva musí sousedit se zemními rovinami. To pomáhá snížit vyzařování a zemní impedanci. Výkonová a hmotnostní rovina musí být také spojeny dohromady. K dosažení tohoto cíle je nejlepším způsobem vícevrstvého uspořádání desek plošných spojů osmivrstvé uspořádání. Konfiguraci však lze upravit podle potřeb aplikace.

Kritickým faktorem při návrhu vícevrstvých desek plošných spojů je uspořádání výkonových a signálových vrstev. Pořadí vrstev je velmi důležité, protože může ovlivnit vyzařování ze smyček na desce. Proto je důležité vyhnout se uspořádání vrstev v libovolném pořadí.

Oblouk a kroucení

Při plánování vícevrstvého uspořádání desek plošných spojů je důležité vzít v úvahu prohnutí a zkroucení i symetrickou hmotnost mědi. Důležité je také zvážit tloušťku jádra a prepregu. Tyto konstrukční prvky mohou pomoci vyhnout se prohnutí a zkroucení, které mohou způsobit posun desky plošných spojů během montáže. Kromě toho je použití symetrických vrstev vynikajícím způsobem, jak zabránit výskytu tohoto problému.

Rozvržení vícevrstvých desek plošných spojů je komplexní záležitost a je třeba pečlivě dbát na to, aby byl konečný návrh bezpečný. Vícevrstvé desky plošných spojů se mohou extrémně zahřívat a mohou ovlivnit výkon okolních obvodů. Proto je důležité použít materiál, který je určen pro určitý teplotní rozsah. Kromě toho jsou asymetrické návrhy s různými tloušťkami náchylné k prohýbání a kroucení. Nejlepším přístupem je plánovat vícevrstvé uspořádání desek plošných spojů na základě funkčnosti návrhu, výrobního procesu a nasazení.

Výpočet diferenciální impedance

Při plánování vícevrstvých plošných spojů je nutné vypočítat diferenciální impedanci stop na každé vrstvě PCB. Jedná se o klíčový krok v procesu, protože nesprávný výpočet může vést k nepřesným výsledkům. Norma IPC-A-600G definuje leptací faktor jako poměr tloušťky (t) a poloviny rozdílu mezi W1 a W2. Po určení požadované impedance desek plošných spojů je dalším krokem výpočet leptacího faktoru každé vrstvy.

Prvním krokem je určení referenční roviny. Tato rovina musí být spojena se zemní rovinou. Spodní vrstva by měla mít referenční výkonovou rovinu a zemní rovinu. Horní vrstva by měla obsahovat primární vysokorychlostní směrovací vrstvu.

Správa dobrého zásobníku

Proces návrhu vícevrstvých desek plošných spojů je umění i věda. Zahrnuje rozmístění vrstev a jejich vzdálenosti, stejně jako vedení průchodek mezi vrstvami. Zahrnuje také uspořádání párů výkonová/zemní rovina. Uspořádání musí být schopno splnit požadavky výrobce na návrh.

Dobrý software pro vícevrstvý návrh DPS by měl mít funkce, které vám pomohou spravovat vícevrstvý stack-up. Měl by mít nástroje pro definování velikosti desky, zachycení schémat, umístění součástek, trasování stop a správu dat součástek. Měl by také podporovat velké množství typů materiálů a obsahovat přizpůsobitelné možnosti prostřednictvím.

Dobrá vícevrstvá skladba PCB by měla také obsahovat vyváženou zemnící rovinu za každou signální vrstvou. Dobrá skladba vícevrstvých DPS vám pomůže dosáhnout vynikající integrity signálu a výkonu EMC. Je však důležité mít na paměti, že každá další vrstva zvyšuje výrobní náklady a požadavky na konstrukci. Pokud však spolupracujete se zkušeným výrobcem DPS, může se tento kompromis vyplatit.