Cómo diseñar una placa PCB multicapa

Requisitos básicos para el diseño de paneles impresos de varias capas

La placa de múltiples capas de PCB es un tipo especial de placa impresa. Su existencia "ubicación" es generalmente especial. Por ejemplo, habrá una placa de múltiples capas pcb en la placa de circuito.

Este tipo de placa multicapa puede ayudar a la máquina a activar varias líneas diferentes. No solo eso, sino que también puede tener el efecto de aislamiento, y no hará que la electricidad y la electricidad choquen entre sí, absolutamente seguro.

Si desea utilizar una placa de múltiples capas para pcb de mejor rendimiento, debe diseñar cuidadosamente y luego explicar cómo diseñar una placa de múltiples capas para pcb.

Diseño de placa PCB multicapa

1. Determinación de la forma del tablero, tamaño y número de capas.

1) Cualquier tablero impreso tiene el problema de ser ensamblado con otras partes estructurales. Por lo tanto, la forma y el tamaño del tablero impreso deben basarse en la estructura del producto. Sin embargo, desde la perspectiva de la tecnología de producción, debe ser lo más simple posible, generalmente un rectángulo con una relación de aspecto pequeña, lo cual es ventajoso para el ensamblaje para mejorar la eficiencia de producción y reducir los costos de mano de obra.

2) El número de capas debe determinarse de acuerdo con los requisitos de rendimiento del circuito, tamaño de placa y densidad de línea. Para tableros impresos de múltiples capas, los tableros de cuatro capas y los tableros de seis capas son los más utilizados. Por ejemplo, las placas de cuatro capas son dos capas conductoras (superficie de componente y junta de soldadura), una capa de fuente de alimentación y un plano de tierra.

3) Las capas de la placa multicapa deben ser simétricas, y preferiblemente las capas de cobre pares, es decir, cuatro, seis, ocho capas y similares. Debido a la laminación asimétrica, la superficie del tablero es propensa a la deformación, especialmente para tableros de múltiples capas montados en la superficie.

2. Ubicación y colocación de componentes.

1) La posición y la dirección de colocación de los componentes deben considerarse primero desde el principio del circuito para adaptarse a la dirección del circuito. La razonabilidad de la ubicación afectará directamente el rendimiento de la placa impresa, especialmente el circuito analógico de alta frecuencia, que es más estricto en cuanto a los requisitos de posición y ubicación del dispositivo.

2) La colocación razonable de componentes, en cierto sentido, ha predicho el éxito del diseño de la placa impresa. Por lo tanto, cuando comienza a diseñar el diseño de la placa impresa y decide el diseño general, debe analizar el principio del circuito en detalle, primero determinar la ubicación de los componentes especiales (como IC a gran escala, tubo de alta potencia, señal fuente, etc.), y luego Organice otros componentes e intente evitar posibles interferencias.

3) Por otro lado, debe considerarse desde la estructura general de la placa impresa para evitar la disposición desigual de los componentes y el desorden. Esto no solo afecta la estética de la placa impresa, sino que también trae muchos inconvenientes al trabajo de montaje y mantenimiento.

3. Capa de tela metálica, requisitos de área de cableado

En circunstancias normales, el cableado de la placa de circuito impreso multicapa se realiza de acuerdo con la función del circuito. Cuando la capa externa está cableada, se requiere tener un cableado múltiple en la superficie de soldadura y menos cableado en la superficie del componente, lo que es beneficioso para el mantenimiento y la resolución de problemas de la placa impresa. Los cables delgados y densos y las líneas de señal que son susceptibles a la interferencia generalmente se disponen en la capa interna.

Grandes áreas de lámina de cobre deben distribuirse uniformemente en toda la capa externa, lo que ayudará a reducir la deformación de la placa y también dará como resultado un recubrimiento más uniforme en la superficie durante el revestimiento. Para evitar el daño del procesamiento de la forma y el cortocircuito de la capa intermedia causado por el cableado y el mecanizado impresos, el patrón conductor de las áreas de cableado interno y externo debe estar a más de 50 mils del borde del tablero.

4. Requisitos de orientación del cable y ancho de línea

Las trazas de la placa multicapa separan el plano de potencia, el plano de tierra y la capa de señal para reducir la interferencia entre la potencia, la tierra y las señales. Las líneas de dos tableros impresos adyacentes deben ser perpendiculares entre sí o en diagonal y curvadas, y no deben tomarse líneas paralelas para reducir el acoplamiento entre capas y la interferencia del sustrato.

Y el cable debe ser lo más corto posible, especialmente para circuitos de señal pequeños, cuanto más corta sea la línea, menor será la resistencia y menor será la interferencia. Las líneas de señal en la misma capa deben evitar esquinas agudas al cambiar de dirección. El ancho y el ancho del cable deben determinarse de acuerdo con los requisitos de corriente e impedancia del circuito. La línea de entrada de energía debe ser más grande y la línea de señal puede ser relativamente más pequeña.

Para una placa digital general, el ancho de línea de entrada de alimentación puede ser de 50 a 80 mils, y el ancho de línea de señal puede ser de 6 a 10 mils.

Al realizar el cableado, también debe prestar atención al ancho de las líneas que debe ser lo más consistente posible para evitar el engrosamiento repentino y el adelgazamiento repentino de los cables, lo que conduce a la coincidencia de impedancia.

5. Tamaño del agujero y requisitos de la almohadilla

El tamaño de perforación de los componentes en el tablero multicapa está relacionado con el tamaño de los pines del componente seleccionado. Si la perforación es demasiado pequeña, afectará la inserción y la soldadura del dispositivo. Si la perforación es demasiado grande, las uniones de soldadura no estarán lo suficientemente llenas durante la soldadura. En general, el tamaño del orificio y el tamaño de la almohadilla del componente se calculan como: diámetro del orificio del orificio del componente = diámetro del pasador del componente (o diagonal) + (10 ~ 30 mil) diámetro de la almohadilla del componente ≥ diámetro del orificio del componente + 18 mil

En cuanto a la apertura de la vía, está determinada principalmente por el grosor del tablero terminado. Para tableros multicapa de alta densidad, generalmente se debe controlar dentro del rango de espesor: apertura ≤ 5: 1. El via pad se calcula como:

A través de la almohadilla (VIAPAD) diámetro ≥ vía diámetro + 12 mil.

6. Requisitos de la capa de potencia, división de formación y orificio de flores

Para tableros impresos multicapa, hay al menos un plano de potencia y un plano de tierra. Dado que todos los voltajes en la placa impresa están conectados a la misma capa de potencia, la capa de potencia debe estar dividida. El tamaño de la línea de partición es generalmente de 20 a 80 mils, el voltaje es demasiado alto y la línea de partición es más gruesa.

La conexión entre el orificio de soldadura y la capa de suministro de energía y la capa de tierra es para aumentar la confiabilidad y reducir la absorción de calor del metal de gran área en el proceso de soldadura, y la placa de conexión general debe diseñarse en forma de flor agujero. Abertura de la almohadilla de aislamiento ≥ diámetro del orificio + 20mil

7. Requisitos de espacio de seguridad.

El establecimiento de la autorización de seguridad debe cumplir los requisitos de seguridad eléctrica. En general, la separación mínima de los conductores externos no debe ser inferior a 4 mils y la separación mínima de los conductores internos no debe ser inferior a 4 mils. En el caso en que se pueda organizar el cableado, el espacio debe ser lo más grande posible para mejorar el rendimiento durante la fabricación de la placa y reducir los problemas ocultos de la falla de la placa terminada.

8. Mejora la capacidad antiinterferente de toda la placa

El diseño de tableros impresos de varias capas también debe prestar atención a la capacidad antiinterferencia de todo el tablero. Los métodos generales son los siguientes:

a. Agregue un condensador de filtro cerca de la fuente de alimentación y tierra de cada IC. La capacidad es generalmente de 473 o 104.

si. Para señales sensibles en el tablero impreso, las líneas blindadas que se acompañan deben agregarse por separado, y el cableado debe ser lo más pequeño posible cerca de la fuente de señal.

C. Elija un punto de conexión a tierra razonable.

Los PCB son cada vez más utilizados porque tienen muchas ventajas únicas, como se describe a continuación. Puede ser de alta densidad. Durante décadas, la alta densidad de tableros impresos ha crecido con la mayor integración de los circuitos integrados y los avances en la tecnología de montaje.

Alta confiabilidad: una serie de inspecciones, pruebas y pruebas de envejecimiento pueden garantizar un funcionamiento confiable de la PCB durante un largo período de tiempo (generalmente 20 años). Designabilidad Para los diversos rendimientos de PCB (eléctricos, físicos, químicos, mecánicos, etc.), el diseño de tableros impresos puede realizarse a través de la estandarización y estandarización del diseño, con poco tiempo y alta eficiencia.

Productividad; gestión moderna, estandarización, escala (cantidad), automatización y otra producción, para garantizar la consistencia de la calidad del producto. Testabilidad Estableció métodos de prueba relativamente completos, estándares de prueba, diversos equipos e instrumentos de prueba para detectar e identificar la calificación del producto PCB y la vida útil.