16-слойныя друкаваныя платы забяспечваюць складанасць і гнуткасць, неабходныя сучасным электронным прыладам. Кваліфікаваны дызайн і выбар паслядоўнасці кладкі і метадаў міжслойнага злучэння маюць вырашальнае значэнне для дасягнення аптымальнай прадукцыйнасці платы. У гэтым артыкуле мы вывучым меркаванні, рэкамендацыі і лепшыя практыкі, якія дапамогуць дызайнерам і інжынерам ствараць эфектыўныя і надзейныя 16-слаёвыя друкаваныя платы.

1. Разуменне асноў паслядоўнасці кладкі 16-слаёвых друкаваных плат

1.1 Вызначэнне і прызначэнне парадку кладкі

Паслядоўнасць кладкі адносіцца да размяшчэння і парадку, у якім такія матэрыялы, як медзь і ізаляцыйныя пласты, ламініраваны разам, каб утварыць шматслаёвую друкаваную плату. Паслядоўнасць кладкі вызначае размяшчэнне сігнальных слаёў, слаёў харчавання, слаёў зазямлення і іншых важных кампанентаў у стэк.
Асноўная мэта паслядоўнасці кладкі - дасягненне неабходных электрычных і механічных уласцівасцей дошкі. Ён гуляе важную ролю ў вызначэнні імпедансу друкаванай платы, цэласнасці сігналу, размеркавання магутнасці, кіравання тэмпературай і магчымасці вытворчасці. Паслядоўнасць кладкі таксама ўплывае на агульную прадукцыйнасць, надзейнасць і тэхналагічнасць платы.

1.2 Фактары, якія ўплываюць на канструкцыю паслядоўнасці стэкавання: Ёсць некалькі фактараў, якія трэба ўлічваць пры распрацоўцы паслядоўнасці стэкавання

16-слаёвая друкаваная плата:

a) Электрычныя меркаванні:Размяшчэнне плоскасцей сігналу, харчавання і зазямлення павінна быць аптымізавана для забеспячэння належнай цэласнасці сігналу, кантролю імпедансу і зніжэння электрамагнітных перашкод.
б) Цеплавыя меркаванні:Размяшчэнне плоскасцей харчавання і зазямлення і ўключэнне цеплавых адтулін дапамагаюць эфектыўна рассейваць цяпло і падтрымліваць аптымальную працоўную тэмпературу кампанента.
в) Вытворчыя абмежаванні:Выбраная паслядоўнасць кладкі павінна ўлічваць магчымасці і абмежаванні працэсу вытворчасці друкаванай платы, такія як даступнасць матэрыялу, колькасць слаёў, суадносіны бакоў свердзела,і дакладнасць выраўноўвання.
d) Аптымізацыя выдаткаў:Выбар матэрыялаў, колькасць слаёў і складанасць кладкі павінны адпавядаць бюджэту праекта, забяспечваючы неабходныя характарыстыкі і надзейнасць.

1.3 Распаўсюджаныя тыпы паслядоўнасцей кладкі 16-слаёвай друкаванай платы: існуе некалькі агульных паслядоўнасцей кладкі 16-слаёвай платы

PCB, у залежнасці ад жаданай прадукцыйнасці і патрабаванняў. Некаторыя распаўсюджаныя прыклады:

а) Сіметрычная паслядоўнасць кладкі:Гэтая паслядоўнасць прадугледжвае размяшчэнне сігнальных слаёў сіметрычна паміж сілавым і зазямляльным пластамі для дасягнення добрай цэласнасці сігналу, мінімальных перакрыжаваных перашкод і збалансаванага рассейвання цяпла.
б) Паслядоўная паслядоўнасць кладкі:У гэтай паслядоўнасці сігнальныя ўзроўні знаходзяцца паслядоўна паміж узроўнем харчавання і зазямленнем. Гэта забяспечвае большы кантроль над размяшчэннем слаёў і спрыяе выкананню пэўных патрабаванняў цэласнасці сігналу.
в) Змешаны парадак кладкі:Гэта прадугледжвае камбінацыю сіметрычнага і паслядоўнага парадкаў кладкі. Гэта дазваляе наладжваць і аптымізаваць раскладку для пэўных частак дошкі.
d) Паслядоўнасць стэкавання, адчувальная да сігналу:Гэтая паслядоўнасць размяшчае адчувальныя пласты сігналу бліжэй да зазямлення для лепшай шумаўстойлівасці і ізаляцыі.

2. Асноўныя меркаванні для выбару паслядоўнасці кладкі 16-слаёвай друкаванай платы:

2.1 Меркаванні цэласнасці сігналу і цэласнасці харчавання:

Паслядоўнасць стэкавання аказвае істотны ўплыў на цэласнасць сігналу і цэласнасць харчавання платы. Правільнае размяшчэнне плоскасцей сігналу і сілкавання/зазямлення мае вырашальнае значэнне для мінімізацыі рызыкі скажэння сігналу, шуму і электрамагнітных перашкод. Асноўныя меркаванні ўключаюць:

а) Размяшчэнне ўзроўню сігналу:Высакахуткасныя сігнальныя пласты павінны быць размешчаны блізка да зазямлення, каб забяспечыць зваротны шлях з нізкай індуктыўнасцю і мінімізаваць шумавое ўзаемадзеянне. Слаі сігналу таксама павінны быць старанна пракладзены, каб звесці да мінімуму перакос сігналу і адпаведнасць даўжыні.
б) размеркаванне плоскасці магутнасці:Паслядоўнасць стэкавання павінна забяспечваць адэкватнае размеркаванне плоскасці харчавання для падтрымання цэласнасці харчавання. Каб звесці да мінімуму перапады напружання, разрывы імпедансу і шумавую сувязь, неабходна размясціць дастатковую магутнасць і зазямленне.
в) развязваючыя кандэнсатары:Правільнае размяшчэнне развязваючых кандэнсатараў мае вырашальнае значэнне для забеспячэння належнай перадачы энергіі і мінімізацыі шуму крыніцы харчавання. Паслядоўнасць кладкі павінна забяспечваць блізкасць і блізкасць развязваючых кандэнсатараў да плоскасці харчавання і зямлі.

2.2 Тэрмакіраванне і цеплавыдзяленне:

Эфектыўнае кіраванне тэмпературай вельмі важна для забеспячэння надзейнасці і прадукцыйнасці друкаванай платы. Паслядоўнасць кладкі павінна ўлічваць правільнае размяшчэнне плоскасцей харчавання і зазямлення, цеплавых адтулін і іншых механізмаў астуджэння. Важныя меркаванні ўключаюць:

а) Размеркаванне плоскасці магутнасці:Адэкватнае размеркаванне плоскасцей харчавання і зазямлення па стэку дапамагае накіраваць цяпло ад адчувальных кампанентаў і забяспечвае раўнамернае размеркаванне тэмпературы па ўсёй плаце.
б) цеплавыя каналы:Паслядоўнасць кладкі павінна забяспечваць эфектыўнае размяшчэнне цеплавых скразных каналаў для палягчэння адводу цяпла ад унутранага пласта да вонкавага пласта або радыятара. Гэта дапамагае прадухіліць лакалізаваныя гарачыя кропкі і забяспечвае эфектыўнае рассейванне цяпла.
в) Размяшчэнне кампанентаў:Паслядоўнасць кладкі павінна ўлічваць размяшчэнне і блізкасць награвальных кампанентаў, каб пазбегнуць перагрэву. Варта таксама ўлічваць правільнае выраўноўванне кампанентаў з механізмамі астуджэння, такімі як радыятары або вентылятары.

2.3 Вытворчыя абмежаванні і аптымізацыя выдаткаў:

Паслядоўнасць кладкі павінна ўлічваць вытворчыя абмежаванні і аптымізацыю выдаткаў, паколькі яны гуляюць важную ролю ў мэтазгоднасці і даступнасці дошкі. Меркаванні ўключаюць:

а) Даступнасць матэрыялаў:Выбраная паслядоўнасць кладкі павінна адпавядаць наяўнасці матэрыялаў і іх сумяшчальнасці з абраным працэсам вытворчасці друкаванай платы.
б) Колькасць слаёў і складанасць:Паслядоўнасць кладкі павінна быць распрацавана з улікам абмежаванняў абранага працэсу вытворчасці друкаванай платы з улікам такіх фактараў, як колькасць слаёў, суадносіны бакоў свердзела і дакладнасць выраўноўвання.
в) Аптымізацыя выдаткаў:Паслядоўнасць кладкі павінна аптымізаваць выкарыстанне матэрыялаў і паменшыць складанасць вытворчасці без шкоды для неабходнай прадукцыйнасці і надзейнасці. Ён павінен быць накіраваны на мінімізацыю выдаткаў, звязаных з матэрыяльнымі адходамі, складанасцю працэсу і зборкай.

2.4 Выраўноўванне ўзроўню і крыжаваныя перашкоды сігналу:

Паслядоўнасць стэкавання павінна вырашаць праблемы выраўноўвання слаёў і мінімізаваць перакрыжаваныя перашкоды сігналу, якія могуць негатыўна паўплываць на цэласнасць сігналу. Важныя меркаванні ўключаюць:

а) Сіметрычная кладка:Сіметрычнае нагрувашчванне слаёў сігналу паміж слаямі харчавання і зазямлення дапамагае мінімізаваць сувязь і паменшыць крыжаваныя перашкоды.
б) Дыферэнцыяльная пара маршрутызацыі:Паслядоўнасць стэкавання павінна дазваляць правільна выраўноўваць слаі сігналу для эфектыўнай маршрутызацыі высакахуткасных дыферэнцыяльных сігналаў. Гэта дапамагае падтрымліваць цэласнасць сігналу і мінімізаваць перакрыжаваныя перашкоды.
в) Падзел сігналаў:Паслядоўнасць стэкавання павінна ўлічваць падзел адчувальных аналагавых і лічбавых сігналаў, каб паменшыць крыжаваныя перашкоды і перашкоды.

2.5 Кантроль імпедансу і інтэграцыя РЧ/СВЧ:

Для радыёчастотных і мікрахвалевых прылажэнняў паслядоўнасць накладання мае вырашальнае значэнне для дасягнення належнага кантролю імпедансу і інтэграцыі. Асноўныя меркаванні ўключаюць:

a) Кіраваны імпеданс:Паслядоўнасць кладкі павінна дазваляць праектаваць кантраляваны імпеданс з улікам такіх фактараў, як шырыня следу, таўшчыня дыэлектрыка і размяшчэнне слаёў. Гэта забяспечвае правільнае распаўсюджванне сігналу і адпаведнасць імпедансу для радыёчастотных/мікрахвалевых сігналаў.
б) Размяшчэнне ўзроўню сігналу:Радыёчастотныя/мікрахвалевыя сігналы павінны размяшчацца блізка да вонкавага пласта, каб звесці да мінімуму перашкоды ад іншых сігналаў і забяспечыць лепшае распаўсюджванне сігналу.
c) радыёчастотнае экранаванне:Паслядоўнасць кладкі павінна ўключаць належнае размяшчэнне зазямлення і экранавання для ізаляцыі і абароны радыёчастотных/мікрахвалевых сігналаў ад перашкод.

3. Метады міжслойнага злучэння

3.1 Скразныя адтуліны, глухія адтуліны і закапаныя адтуліны:

Вяды шырока выкарыстоўваюцца ў распрацоўцы друкаваных поплаткаў (PCB) як сродак злучэння розных слаёў. У іх прасвідраваны адтуліны ва ўсіх пластах друкаванай платы і пакрыты для забеспячэння бесперапыннасці электрычнасці. Скразныя адтуліны забяспечваюць трывалае электрычнае злучэнне і адносна простыя ў вырабе і рамонце. Аднак яны патрабуюць большага памеру свердзела, які займае каштоўнае месца на друкаванай плаце і абмяжоўвае магчымасці пракладкі.
Сляпыя і схаваныя адтуліны - гэта альтэрнатыўныя метады міжслаёвага злучэння, якія даюць перавагі ў выкарыстанні прасторы і гібкасці маршрутызацыі.
Глухія адтуліны прасвідраваны з паверхні друкаванай платы і заканчваюцца ўнутранымі пластамі, не праходзячы праз усе пласты. Яны дазваляюць злучэння паміж суседнімі пластамі, не закранаючы больш глыбокія пласты. Гэта дазваляе больш эфектыўна выкарыстоўваць прастору дошкі і памяншае колькасць свідравальных адтулін. З іншага боку, схаваныя адтуліны ўяўляюць сабой адтуліны, якія цалкам заключаны ва ўнутраныя пласты друкаванай платы і не распаўсюджваюцца на знешнія пласты. Яны забяспечваюць сувязь паміж унутранымі пластамі, не закранаючы знешнія пласты. Заглыбленыя адтуліны маюць большыя перавагі па эканоміі месца, чым скразныя адтуліны і глухія адтуліны, таму што яны не займаюць месца ў вонкавым пласце.
Выбар скразных адтулін, глухіх адтулін і схаваных адтулін залежыць ад канкрэтных патрабаванняў канструкцыі друкаванай платы. Скразныя адтуліны звычайна выкарыстоўваюцца ў больш простых канструкцыях або там, дзе надзейнасць і рамонтапрыдатнасць з'яўляюцца галоўнымі праблемамі. У канструкцыях з высокай шчыльнасцю, дзе прастора з'яўляецца крытычным фактарам, напрыклад, у кішэнных прыладах, смартфонах і ноўтбуках, перавага аддаецца глухім і схаваным адтулінам.

3.2 Мікрапор іТэхналогія HDI:

Microvias - гэта адтуліны малога дыяметра (звычайна менш за 150 мікрон), якія забяспечваюць міжслойныя злучэнні высокай шчыльнасці ў друкаваных поплатках. Яны прапануюць значныя перавагі ў мініяцюрызацыі, цэласнасці сігналу і гнуткасці маршрутызацыі.
Мікрапраёмы можна падзяліць на два тыпу: мікрапраёмы са скразнымі адтулінамі і сляпыя мікрапраёмы. Мікраадкрыцці ствараюцца шляхам свідравання адтулін у верхняй паверхні друкаванай платы і праходжання праз усе пласты. Сляпыя мікравузлы, як вынікае з назвы, распаўсюджваюцца толькі на пэўныя ўнутраныя пласты і не пранікаюць ва ўсе пласты.
Інтэрканэкт высокай шчыльнасці (HDI) - гэта тэхналогія, якая выкарыстоўвае мікраадводы і перадавыя тэхналогіі вытворчасці для дасягнення большай шчыльнасці ланцуга і прадукцыйнасці. Тэхналогія HDI дазваляе размяшчаць меншыя кампаненты і больш жорсткую маршрутызацыю, што прыводзіць да меншых форм-фактараў і больш высокай цэласнасці сігналу. Тэхналогія HDI прапануе некалькі пераваг у параўнанні з традыцыйнай тэхналогіяй друкаванай платы з пункту гледжання мініяцюрызацыі, паляпшэння распаўсюджвання сігналу, памяншэння скажэнняў сігналу і пашыранай функцыянальнасці. Гэта дазваляе ствараць шматслойныя канструкцыі з некалькімі мікраадводамі, што дазваляе скараціць даўжыню міжзлучэнняў і паменшыць паразітную ёмістасць і індуктыўнасць.
Тэхналогія HDI таксама дазваляе выкарыстоўваць перадавыя матэрыялы, такія як высокачашчынныя ламінаты і тонкія дыэлектрычныя пласты, якія важныя для радыёчастотных і мікрахвалевых прыкладанняў. Гэта забяспечвае лепшы кантроль імпедансу, памяншае страты сігналу і забяспечвае надзейную высакахуткасную перадачу сігналу.

3.3 Матэрыялы і працэсы міжслойнага злучэння:

Выбар матэрыялаў і метадаў міжслойнага злучэння мае вырашальнае значэнне для забеспячэння добрых электрычных характарыстык, механічнай надзейнасці і тэхналагічнасці друкаваных плат. Некаторыя шырока выкарыстоўваюцца матэрыялы і метады злучэння міжслаёвага пласта:

а) медзь:Медзь шырока выкарыстоўваецца ў токаправодных слаях і адтулінах друкаваных поплаткаў дзякуючы сваёй выдатнай праводнасці і здольнасці да паяння. Звычайна ён наносіцца на адтуліну, каб забяспечыць надзейнае электрычнае злучэнне.
б) Пайка:Для стварэння электрычных злучэнняў паміж скразнымі адтулінамі на друкаваных поплатках і іншымі кампанентамі часта выкарыстоўваюцца такія метады паяння, як хвалепайка або пайка аплавленнем. Вырабіце паяльную пасту на адтуліну і нагрэйце, каб расплавіць прыпой і стварыць надзейнае злучэнне.
в) Гальванічнае пакрыццё:Такія метады гальванічнага пакрыцця, як медневанне або электралітычная медзь, выкарыстоўваюцца для ашалёўкі адтулін для павышэння праводнасці і забеспячэння добрых электрычных злучэнняў.
d) Склейванне:Для злучэння слаістай структуры і стварэння надзейных узаемасувязей выкарыстоўваюцца метады склейвання, такія як клеевое або термокомпрессионное склейванне.
д) Дыэлектрычны матэрыял:Выбар дыэлектрычнага матэрыялу для зборкі друкаванай платы мае вырашальнае значэнне для міжслойных злучэнняў. Высокачашчынныя ламінаты, такія як FR-4 або Rogers, часта выкарыстоўваюцца для забеспячэння добрай цэласнасці сігналу і мінімізацыі страт сігналу.

3.4 Дызайн і значэнне папярочнага перасеку:

Канструкцыя папярочнага перасеку друкаванай платы вызначае электрычныя і механічныя ўласцівасці злучэнняў паміж пластамі. Асноўныя меркаванні для дызайну папярочнага перасеку ўключаюць:

а) размяшчэнне слаёў:Размяшчэнне плоскасцей сігналу, харчавання і зазямлення ў складзе друкаванай платы ўплывае на цэласнасць сігналу, цэласнасць харчавання і электрамагнітныя перашкоды (EMI). Правільнае размяшчэнне і выраўноўванне слаёў сігналу з плоскасцямі харчавання і зазямлення дапамагае мінімізаваць шумавое ўзаемадзеянне і забяспечыць зваротныя шляхі з нізкай індуктыўнасцю.
б) кантроль імпедансу:Дызайн папярочнага перасеку павінен улічваць патрабаванні да кантраляванага імпедансу, асабліва для высакахуткасных лічбавых або радыёчастотных/мікрахвалевых сігналаў. Гэта прадугледжвае адпаведны выбар дыэлектрычных матэрыялаў і таўшчыні для дасягнення патрэбнага характарыстычнага імпедансу.
в) Цеплавое кіраванне:Канструкцыя папярочнага перасеку павінна ўлічваць эфектыўнае рассейванне цяпла і кіраванне тэмпературай. Правільнае размяшчэнне плоскасцей харчавання і зазямлення, цеплавых адтулін і кампанентаў з механізмамі астуджэння (напрыклад, цеплаадводаў) дапамагае рассейваць цяпло і падтрымліваць аптымальныя працоўныя тэмпературы.
d) Механічная надзейнасць:Канструкцыя секцый павінна ўлічваць механічную надзейнасць, асабліва ў прылажэннях, якія могуць падвяргацца цеплавым цыклам або механічным нагрузкам. Правільны выбар матэрыялаў, метадаў злучэння і канфігурацыі кладкі дапамагаюць забяспечыць структурную цэласнасць і даўгавечнасць друкаванай платы.

4. Кіраўніцтва па распрацоўцы 16-слаёвай друкаванай платы

4.1 Размяшчэнне і размеркаванне слаёў:

Пры распрацоўцы 16-слаёвай друкаванай платы важна старанна размеркаваць і размеркаваць пласты, каб аптымізаваць прадукцыйнасць і цэласнасць сігналу. Вось некаторыя рэкамендацыі па размеркаванні ўзроўню
і размеркаванне:

Вызначце колькасць неабходных слаёў сігналу:
Улічыце складанасць канструкцыі схемы і колькасць сігналаў, якія неабходна накіраваць. Вылучыце дастатковую колькасць слаёў сігналу, каб змясціць усе неабходныя сігналы, забяспечваючы дастатковую прастору для маршрутызацыі і пазбягаючы празмернагазаторы. Прызначце плоскасці зямлі і магутнасці:
Прызначце па меншай меры два ўнутраныя пласты для плоскасцей зазямлення і харчавання. Плоскасць зазямлення дапамагае забяспечыць стабільны апорны сігнал для сігналаў і мінімізуе электрамагнітныя перашкоды (EMI). Плоскасць харчавання забяспечвае размеркавальную сетку з нізкім супрацівам, якая дапамагае мінімізаваць перапады напружання.
Асобныя адчувальныя пласты сігналу:
У залежнасці ад прымянення можа спатрэбіцца аддзяліць адчувальныя або высакахуткасныя ўзроўні сігналу ад шумных або магутных, каб прадухіліць перашкоды і перакрыжаваныя перашкоды. Гэта можа быць зроблена шляхам размяшчэння спецыяльных зазямлення або сілавых плоскасцей паміж імі або з дапамогай ізаляцыйных слаёў.
Раўнамерна размеркаваць сігнальныя пласты:
Раўнамерна размяркуйце сігнальныя пласты па ўсім складзе платы, каб звесці да мінімуму сувязь паміж суседнімі сігналамі і захаваць цэласнасць сігналу. Пазбягайце размяшчэння слаёў сігналу побач адзін з адным у адной вобласці назапашвання, каб мінімізаваць перакрыжаваныя перашкоды паміж пластамі.
Разгледзім высокачашчынныя сігналы:
Калі ваша канструкцыя змяшчае высокачашчынныя сігналы, падумайце аб размяшчэнні высокачашчынных слаёў сігналу бліжэй да вонкавых слаёў, каб мінімізаваць эфекты лініі перадачы і паменшыць затрымкі распаўсюджвання.

4.2 Маршрутызацыя і маршрутызацыя сігналу:

Маршрутызацыя і дызайн трасіроўкі сігналу маюць вырашальнае значэнне для забеспячэння належнай цэласнасці сігналу і мінімізацыі перашкод. Вось некалькі рэкамендацый па кампаноўцы і пракладцы сігналаў на 16-слаёвых друкаваных поплатках:

Выкарыстоўвайце больш шырокія трасы для сігналаў з вялікім токам:
Для сігналаў, якія нясуць вялікі ток, такіх як злучэнні харчавання і зазямлення, выкарыстоўвайце больш шырокія трасы, каб мінімізаваць супраціўленне і падзенне напружання.
Адпаведны імпеданс для высакахуткасных сігналаў:
Для высакахуткасных сігналаў пераканайцеся, што імпеданс трасіроўкі адпавядае характарыстычнаму імпедансу лініі перадачы, каб прадухіліць адлюстраванне і згасанне сігналу. Выкарыстоўвайце метады распрацоўкі кантраляванага імпедансу і правільныя разлікі шырыні трасы.
Мінімізуйце даўжыні трас і кропкі перакрыжавання:
Захоўвайце даўжыню трас як мага меншай і паменшыце колькасць кропак перакрыжавання, каб паменшыць паразітную ёмістасць, індуктыўнасць і перашкоды. Аптымізуйце размяшчэнне кампанентаў і выкарыстоўвайце спецыяльныя ўзроўні маршрутызацыі, каб пазбегнуць доўгіх і складаных трасіроўкі.
Асобныя высакахуткасныя і нізкахуткасныя сігналы:
Раздзяліце высакахуткасныя і нізкахуткасныя сігналы, каб мінімізаваць уплыў шуму на высакахуткасныя сігналы. Размяшчайце высакахуткасныя сігналы на спецыяльных сігнальных слаях і трымайце іх далей ад магутных або шумных кампанентаў.
Выкарыстоўвайце дыферэнцыяльныя пары для высакахуткасных сігналаў:
Каб звесці да мінімуму шум і захаваць цэласнасць сігналу для высакахуткасных дыферэнцыяльных сігналаў, выкарыстоўвайце метады маршрутызацыі дыферэнцыяльных пар. Падтрымлівайце супастаўленне імпедансу і даўжыні дыферэнцыяльных пар, каб прадухіліць перакос сігналу і перакрыжаваныя перашкоды.

4.3. Размеркаванне ўзроўню зямлі і магутнасці:

Правільнае размеркаванне плоскасцей зазямлення і харчавання мае вырашальнае значэнне для дасягнення добрай цэласнасці электраэнергіі і зніжэння электрамагнітных перашкод. Вось некалькі рэкамендацый па прызначэнні плоскасці зазямлення і сілкавання на 16-слаёвых друкаваных поплатках:

Вылучыце спецыяльныя наземныя і сілавыя плоскасці:
Вылучыце па меншай меры два ўнутраныя пласты для спецыяльных плоскасцей зазямлення і харчавання. Гэта дапамагае звесці да мінімуму контуры зазямлення, паменшыць электрамагнітныя перашкоды і забяспечыць зваротны шлях з нізкім імпедансам для высокачашчынных сігналаў.
Асобныя лічбавыя і аналагавыя плоскасці зазямлення:
Калі канструкцыя мае лічбавую і аналагавую секцыі, рэкамендуецца мець асобныя плоскасці зазямлення для кожнай секцыі. Гэта дапамагае мінімізаваць шумавую сувязь паміж лічбавай і аналагавай часткамі і паляпшае цэласнасць сігналу.
Размясціце плоскасці зазямлення і харчавання побач з сігнальнымі плоскасцямі:
Размясціце плоскасці зазямлення і сілкавання побач з сігнальнымі плоскасцямі, якія яны падаюць, каб мінімізаваць плошчу завесы і зменшыць улоў шуму.
Выкарыстоўвайце некалькі адтулін для сілавых плоскасцей:
Выкарыстоўвайце некалькі адтулін для падлучэння плоскасцей харчавання, каб раўнамерна размеркаваць магутнасць і паменшыць імпеданс плоскасці магутнасці. Гэта дапамагае мінімізаваць перапады напругі харчавання і паляпшае цэласнасць сілкавання.
Пазбягайце вузкіх шый у сілавых самалётах:
Пазбягайце вузкіх гарлавін у сілавых плоскасцях, бо яны могуць выклікаць цеснату току і павялічыць супраціўленне, што прывядзе да перападаў напружання і неэфектыўнасці сілавых плоскасцей. Выкарыстоўвайце моцныя сувязі паміж рознымі абласцямі плоскасці магутнасці.

4.4 Размяшчэнне цеплавой пракладкі і скразнога адтуліны:

Правільнае размяшчэнне цеплавых пракладак і адтулін мае вырашальнае значэнне для эфектыўнага рассейвання цяпла і прадухілення перагрэву кампанентаў. Вось некаторыя рэкамендацыі па размяшчэнні цеплавой накладкі і скразнога канала на 16-слаёвых друкаваных поплатках:

Размесціце термопрокладку пад цеплавыдзяляльнымі кампанентамі:
Вызначце кампанент, які выдзяляе цяпло (напрыклад, узмацняльнік магутнасці або магутная мікрасхема), і размесціце цеплавую пракладку непасрэдна пад ім. Гэтыя цеплавыя пракладкі забяспечваюць прамы цеплавы шлях для перадачы цяпла ўнутранаму цеплавому слою.
Выкарыстоўвайце некалькі цеплавых адтулін для рассейвання цяпла:
Выкарыстоўвайце некалькі цеплавых адтулін для злучэння цеплавога пласта і вонкавага пласта для забеспячэння эфектыўнага рассейвання цяпла. Гэтыя адтуліны можна размясціць у шахматным парадку вакол цеплавой пракладкі для дасягнення раўнамернага размеркавання цяпла.
Разгледзім цеплавы супраціў і складванне слаёў:
Пры распрацоўцы цеплавых адтулін улічвайце цеплавы імпеданс матэрыялу платы і слаёў. Аптымізуйце памер і адлегласць паміж скразнымі адтулінамі, каб мінімізаваць цеплавое супраціўленне і максімальна павялічыць адвод цяпла.

4.5 Размяшчэнне кампанентаў і цэласнасць сігналу:

Правільнае размяшчэнне кампанентаў мае вырашальнае значэнне для захавання цэласнасці сігналу і мінімізацыі перашкод. Вось некалькі рэкамендацый па размяшчэнні кампанентаў на 16-слаёвай плаце:

Звязаныя кампаненты групы:
Згрупуйце звязаныя кампаненты, якія ўваходзяць у адну падсістэму або маюць моцнае электрычнае ўзаемадзеянне. Гэта памяншае даўжыню следу і зводзіць да мінімуму згасанне сігналу.
Трымайце высокахуткасныя кампаненты побач:
Размясціце высакахуткасныя кампаненты, такія як высокачашчынныя асцылятары або мікракантролеры, блізка адзін да аднаго, каб мінімізаваць даўжыню трасіроўкі і забяспечыць належную цэласнасць сігналу.
Мінімізуйце даўжыню трасіроўкі крытычных сігналаў:
Звядзіце да мінімуму даўжыню крытычных сігналаў, каб паменшыць затрымку распаўсюджвання і згасанне сігналу. Размесціце гэтыя кампаненты як мага бліжэй.
Асобныя адчувальныя кампаненты:
Аддзяліце адчувальныя да шуму кампаненты, такія як аналагавыя кампаненты або датчыкі нізкага ўзроўню, ад магутных або шумных кампанентаў, каб мінімізаваць перашкоды і захаваць цэласнасць сігналу.
Разгледзім развязныя кандэнсатары:
Размясціце кандэнсатары развязкі як мага бліжэй да кантактаў харчавання кожнага кампанента, каб забяспечыць чыстую магутнасць і мінімізаваць ваганні напружання. Гэтыя кандэнсатары дапамагаюць стабілізаваць крыніцу харчавання і памяншаюць шумавую сувязь.

5. Інструменты мадэлявання і аналізу для Stack-Up Design

5.1 Праграмнае забеспячэнне для 3D-мадэлявання і мадэлявання:

Праграмнае забеспячэнне для 3D-мадэлявання і мадэлявання з'яўляецца важным інструментам для праектавання стэкаў, таму што дазваляе дызайнерам ствараць віртуальныя прадстаўленні стэкаў друкаваных плат. Праграмнае забеспячэнне можа візуалізаваць пласты, кампаненты і іх фізічнае ўзаемадзеянне. Мадэлюючы стэк, дызайнеры могуць вызначыць патэнцыйныя праблемы, такія як перакрыжаваныя перашкоды сігналу, электрамагнітныя перашкоды і механічныя абмежаванні. Гэта таксама дапамагае праверыць размяшчэнне кампанентаў і аптымізаваць агульны дызайн друкаванай платы.

5.2 Інструменты аналізу цэласнасці сігналу:

Інструменты аналізу цэласнасці сігналу вельмі важныя для аналізу і аптымізацыі электрычных характарыстык друкаваных поплаткаў. Гэтыя інструменты выкарыстоўваюць матэматычныя алгарытмы для мадэлявання і аналізу паводзін сігналу, уключаючы кантроль імпедансу, адлюстраванне сігналу і шумаперадачу. Выконваючы мадэляванне і аналіз, дызайнеры могуць вызначыць патэнцыйныя праблемы цэласнасці сігналу на ранніх стадыях працэсу праектавання і ўнесці неабходныя карэктывы для забеспячэння надзейнай перадачы сігналу.

5.3 Інструменты цеплавога аналізу:

Інструменты цеплавога аналізу адыгрываюць важную ролю ў распрацоўцы стэка, аналізуючы і аптымізуючы тэрмарэгуляванне друкаваных плат. Гэтыя прылады мадэлююць рассейванне цяпла і размеркаванне тэмпературы ўнутры кожнага пласта стэка. Дакладна мадэлюючы шляхі рассейвання энергіі і цеплаперадачы, дызайнеры могуць вызначыць гарачыя кропкі, аптымізаваць размяшчэнне медных слаёў і цеплавых адтулін і забяспечыць належнае астуджэнне важных кампанентаў.

5.4 Канструкцыя для тэхналагічнасці:

Дызайн для тэхналагічнасці з'яўляецца важным аспектам дызайну стэкапа. Даступна мноства праграмных інструментаў, якія могуць дапамагчы забяспечыць эфектыўнае выраб выбранай камплектацыі. Гэтыя інструменты забяспечваюць зваротную сувязь аб магчымасці дасягнення жаданага набору з улікам такіх фактараў, як даступнасць матэрыялу, таўшчыня пласта, вытворчы працэс і кошт вытворчасці. Яны дапамагаюць дызайнерам прымаць абгрунтаваныя рашэнні па аптымізацыі кладкі, каб спрасціць вытворчасць, знізіць рызыку затрымак і павялічыць ураджайнасць.

6. Пакрокавы працэс праектавання 16-слойных друкаваных плат

6.1 Збор першапачатковых патрабаванняў:

На гэтым этапе збярыце ўсе неабходныя патрабаванні для 16-слаёвай канструкцыі друкаванай платы. Зразумець функцыянальнасць друкаванай платы, неабходныя электрычныя характарыстыкі, механічныя абмежаванні і любыя канкрэтныя рэкамендацыі па распрацоўцы або стандарты, якіх неабходна прытрымлівацца.

6.2 Размяшчэнне і размяшчэнне кампанентаў:

У адпаведнасці з патрабаваннямі размяркуеце кампаненты на друкаванай плаце і вызначыце іх размяшчэнне. Улічвайце такія фактары, як цэласнасць сігналу, цеплавыя фактары і механічныя абмежаванні. Згрупуйце кампаненты на аснове электрычных характарыстык і стратэгічна размясціце іх на плаце, каб мінімізаваць перашкоды і аптымізаваць паток сігналу.

6.3 Стэк-ап дызайн і размеркаванне слаёў:

Вызначце канструкцыю стэка для 16-слаёвай друкаванай платы. Каб выбраць прыдатны матэрыял, улічвайце такія фактары, як дыэлектрычная пранікальнасць, цеплаправоднасць і кошт. Прызначце плоскасці сігналу, харчавання і зазямлення ў адпаведнасці з электрычнымі патрабаваннямі. Размясціце плоскасці зазямлення і сілкавання сіметрычна, каб забяспечыць збалансаваны стэк і палепшыць цэласнасць сігналу.

6.4 Маршрутызацыя сігналаў і аптымізацыя маршрутызацыі:

На гэтым этапе трасы сігналу накіроўваюцца паміж кампанентамі для забеспячэння належнага кантролю імпедансу, цэласнасці сігналу і мінімізацыі перакрыжаваных перашкод. Аптымізуйце маршрутызацыю, каб мінімізаваць даўжыню крытычных сігналаў, пазбягаць перасячэння адчувальных трас і падтрымліваць раздзяленне паміж высакахуткаснымі і нізкахуткаснымі сігналамі. Пры неабходнасці выкарыстоўвайце дыферэнцыяльныя пары і метады маршрутызацыі з кантраляваным імпедансам.

6.5 Міжслойныя злучэнні і скразное размяшчэнне:

Сплануйце размяшчэнне злучальных адтулін паміж пластамі. Вызначце адпаведны тып скразнога адтуліны, напрыклад, скразнога або глухога адтуліны, на аснове пераходаў слаёў і злучэнняў кампанентаў. Аптымізуйце з дапамогай макета, каб мінімізаваць адлюстраванне сігналу, разрывы імпедансу і падтрымліваць раўнамернае размеркаванне на друкаванай плаце.

6.6 Канчатковая праверка і мадэляванне канструкцыі:

Перад вытворчасцю праводзіцца канчатковая праверка канструкцыі і мадэляванне. Выкарыстоўвайце інструменты мадэлявання для аналізу канструкцый друкаваных плат на цэласнасць сігналу, цэласнасць харчавання, тэмпературныя паводзіны і тэхналагічнасць. Праверце канструкцыю на адпаведнасць першапачатковым патрабаванням і ўнясіце неабходныя карэктывы для аптымізацыі прадукцыйнасці і забеспячэння тэхналагічнасці.
Супрацоўнічайце і размаўляйце з іншымі зацікаўленымі бакамі, такімі як інжынеры-электрыкі, інжынеры-механікі і вытворчыя групы на працягу ўсяго працэсу праектавання, каб гарантаваць выкананне ўсіх патрабаванняў і вырашэнне магчымых праблем. Рэгулярна праглядайце і паўтарайце праекты, каб уключыць водгукі і паляпшэнні.

7.Перадавыя практыкі ў галіне і тэматычныя даследаванні

7.1 Паспяховыя выпадкі дызайну 16-слаёвай друкаванай платы:

Прыклад 1:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. паспяхова распрацавала 16-слаёвую друкаваную плату для высакахуткаснага сеткавага абсталявання. Уважліва разглядаючы цэласнасць сігналу і размеркаванне магутнасці, яны дасягаюць найвышэйшай прадукцыйнасці і мінімізуюць электрамагнітныя перашкоды. Ключ да іх поспеху - цалкам аптымізаваная канструкцыя стэк-ап з выкарыстаннем тэхналогіі маршрутызацыі з кантраляваным імпедансам.

Прыклад 2:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. распрацавала 16-слаёвую друкаваную плату для складанага медыцынскага прыбора. Выкарыстоўваючы камбінацыю кампанентаў для павярхоўнага мантажу і скразных адтулін, яны атрымалі кампактны, але магутны дызайн. Дбайнае размяшчэнне кампанентаў і эфектыўная маршрутызацыя забяспечваюць цудоўную цэласнасць і надзейнасць сігналу.

7.2 Вучыцеся на няўдачах і пазбягайце падводных камянёў:

Прыклад 1:Некаторыя вытворцы друкаваных поплаткаў сутыкнуліся з праблемамі цэласнасці сігналу ў канструкцыі 16-слаёвай друкаванай платы камунікацыйнага абсталявання. Прычынамі адмовы былі недастатковы разлік кантролю імпедансу і адсутнасць належнага размеркавання плоскасці зазямлення. Выняты ўрок заключаецца ў тым, каб старанна аналізаваць патрабаванні да цэласнасці сігналу і выконваць строгія рэкамендацыі па распрацоўцы кантролю імпедансу.

Прыклад 2:Некаторыя вытворцы друкаваных плат сутыкнуліся з праблемамі вытворчасці 16-слаёвай друкаванай платы з-за складанасці канструкцыі. Празмернае выкарыстанне глухіх адтулін і шчыльна размешчаных кампанентаў прыводзіць да цяжкасцей пры вытворчасці і зборцы. Атрыманы ўрок - знайсці баланс паміж складанасцю канструкцыі і тэхналагічнасцю з улікам магчымасцей абранага вытворцы друкаванай платы.

Каб пазбегнуць падводных камянёў і падводных камянёў у дызайне 16-слаёвай друкаванай платы, вельмі важна:

a. Дакладна разумець патрабаванні і абмежаванні дызайну.
b.Стэкавыя канфігурацыі, якія аптымізуюць цэласнасць сігналу і размеркаванне магутнасці. c. Старанна размяркоўвайце і расстаўляйце кампаненты для аптымізацыі прадукцыйнасці і спрашчэння вытворчасці.
г. Забяспечце правільныя метады маршрутызацыі, такія як кантроль імпедансу і пазбяганне празмернага выкарыстання глухіх пераходных адтулін.
e. Супрацоўнічаць і эфектыўна мець зносіны з усімі зацікаўленымі бакамі, якія ўдзельнічаюць у працэсе праектавання, уключаючы інжынераў-электрыкаў і механікаў і вытворчыя групы.
f. Выканайце комплексную праверку канструкцыі і мадэляванне для выяўлення і выпраўлення патэнцыйных праблем перад вытворчасцю.