Come pianificare la sovrapposizione di PCB multistrato

Quando si progetta un PCB multistrato, è necessario prendere in considerazione i seguenti fattori. I piani di riferimento per i segnali del layer 3 si trovano solitamente sui layer 2 e 5. I segnali instradati sul layer 4 utilizzano questi piani di riferimento. I segnali instradati sul layer 4 utilizzano questi piani di riferimento. Se i piani di riferimento si trovano su strati lontani da quelli dei segnali, è necessario utilizzare tracce larghe. Questo tipo di tracciatura è possibile solo quando l'impedenza comune degli strati è pari o superiore a 50O.

Utilizzo di un gestore di stack di livelli

Prima di creare lo stackup del circuito stampato multistrato, è necessario determinare il tipo di tecnologia che si intende utilizzare. In questo modo sarà possibile determinare il numero di strati necessari e la disposizione di ciascuno di essi. Quindi è necessario creare uno schema utilizzando un software o una progettazione assistita dal computer. Questo vi aiuterà a testare il layout e a garantirne la funzionalità. Il passo successivo consiste nel determinare il posizionamento di ciascun componente, compresi i tipi di connessioni.

Più strati ci sono su una PCB, meglio è. Questo perché più strati aumentano il flusso di energia e riducono le interferenze elettromagnetiche. Un numero maggiore di strati consente inoltre di collocare più componenti elettronici su una scheda.

Utilizzo di più piani di massa

Il primo passo nella progettazione dello stackup di un circuito stampato consiste nel determinare il numero di strati. Poi, è il momento di decidere dove posizionare lo strato interno e come distribuire i segnali tra gli strati. Seguendo un piano corretto, è possibile ridurre al minimo i costi di cablaggio e di produzione.

Lo strato di segnale deve essere adiacente ai piani di massa. Ciò contribuisce a ridurre la radiazione e l'impedenza di terra. Anche i piani di potenza e di massa devono essere accoppiati tra loro. Per raggiungere questo obiettivo, la modalità migliore di impilamento del circuito stampato multistrato è quella a 8 strati. Tuttavia, la configurazione può essere modificata in base alle esigenze dell'applicazione.

Un fattore critico nella progettazione di circuiti stampati multistrato è la disposizione degli strati di potenza e di segnale. L'ordine degli strati è molto importante, in quanto può influenzare la radiazione dai loop sulla scheda. Pertanto, è importante evitare di disporre gli strati in un ordine arbitrario.

Arco e torsione

Quando si progetta un PCB multistrato, è importante considerare l'arco e la torsione, nonché i pesi simmetrici del rame. È inoltre importante considerare lo spessore del nucleo e il prepreg. Questi elementi di progettazione possono aiutare a evitare l'inarcamento e la torsione, che possono causare lo spostamento del PCB durante l'assemblaggio. Inoltre, l'utilizzo di stackup simmetrici di strati è un modo eccellente per prevenire il verificarsi di questo problema.

Il layout di un PCB multistrato è un'impresa complessa ed è necessario un approccio attento per garantire la sicurezza del progetto finale. I circuiti stampati multistrato possono diventare estremamente caldi e compromettere le prestazioni dei circuiti vicini. Pertanto, è importante utilizzare un materiale progettato per un intervallo di temperatura specifico. Inoltre, i progetti asimmetrici con spessori diversi sono soggetti a curvature e torsioni. L'approccio migliore è quello di pianificare lo stackup del PCB multistrato in base alla funzionalità del progetto, al processo di produzione e all'impiego.

Calcolo dell'impedenza differenziale

Quando si progettano stackup di PCB multistrato, è necessario calcolare l'impedenza differenziale delle tracce su ogni strato del PCB. Si tratta di una fase cruciale del processo, perché un calcolo errato può portare a risultati imprecisi. Lo standard IPC-A-600G definisce il fattore di incisione come il rapporto tra lo spessore (t) e la metà della differenza tra W1 e W2. Dopo aver determinato l'impedenza desiderata dei circuiti stampati, il passo successivo consiste nel calcolare il fattore di incisione di ogni strato.

Il primo passo consiste nel determinare il piano di riferimento. Questo piano deve essere collegato al piano di massa. Lo strato inferiore deve avere un piano di alimentazione di riferimento e un piano di massa. Lo strato superiore deve contenere un livello primario di routing ad alta velocità.

Gestione di un buon stackup

Il processo di progettazione di PCB multistrato è sia un'arte che una scienza. Comporta il posizionamento e la spaziatura degli strati, nonché l'instradamento dei vias tra gli strati. Comporta anche la disposizione delle coppie di piani di alimentazione e di terra. Lo stackup deve essere in grado di supportare i requisiti di progettazione del produttore.

Un buon software per la progettazione di PCB multistrato deve disporre di funzioni che consentano di gestire uno stackup multistrato. Deve disporre di strumenti per definire le dimensioni della scheda, acquisire gli schemi, posizionare i componenti, instradare le tracce e gestire i dati dei componenti. Dovrebbe inoltre supportare un'ampia varietà di tipi di materiali e includere opzioni di passaggio personalizzabili.

Un buon stackup di PCB multistrato dovrebbe includere anche un piano di massa bilanciato dopo ogni strato di segnale. La gestione di un buon stackup di PCB multistrato può aiutare a ottenere un'eccellente integrità del segnale e prestazioni EMC. Tuttavia, è importante ricordare che ogni strato aggiuntivo aumenta i costi di produzione e i requisiti di progettazione. Tuttavia, se si lavora con un produttore di PCB esperto, questo compromesso può valere la pena.