Niniejszy przewodnik ma na celu wypełnienie luki między teoretyczną symulacją EDA a fizyczną możliwością produkcji.Doświadczeni zachodni inżynierowie często borykają się z problemami związanymi z "nadmierną konstrukcją", gdy deska symuluje się doskonale, ale nie działa podczas laminowania z powodu nierównowagi miedzi lub tolerancji rejestracyjnych.
Zawartość ta koncentruje się na fizyce układu, traktując PCB nie tylko jako nośnik, ale również jako złożony przewodnik fal.Podkreślając normy IPC-6012 klasy 3 i niuanse impedancji sieci dystrybucyjnej energii (PDN), pozycjonujemy DUXPCB jako partnera technicznego zdolnego do wykonywania 32-warstwowych projektów, które utrzymują integralność sygnału przy prędkościach 25Gbps +.Celem jest przeniesienie dyskusji od "cena za tablicę" do "wydajności i niezawodności dla systemów o wysokiej złożoności". "
Przewodnik do projektowania wielowarstwowych płyt PCB: Od strategicznego nagromadzania do optymalizacji integralności sygnału
W erze szybkich FPGA, 112G SerDes i gęstych odcisków BGA,przejście od prostych 4-warstwowych płyt do skomplikowanych 10-32-warstwowych struktur nie dotyczy już tylko gęstości trasy, ale zarządzania polem elektromagnetycznym.W DUXPCB widzimy tysiące projektów rocznie; najbardziej udane traktują wielowarstwowe układy jako precyzyjnie zaprojektowany komponent.
1Strategic Stackup: Fundamenty EMC
Dobrze zaprojektowany stackup jest pierwszą linią obrony przed EMI.
Podstawowe zasady:
- Symetria jest obowiązkowa: Aby zapobiec "ukłonom i skrętom" podczas cyklu laminacji w temperaturze 180 °C+, stosunek stosunku do środka musi być symetryczny.i rodzaj materiału.
- Efekt płaszczyzny obrazu: Każda warstwa sygnału powinna znajdować się obok płaszczyzny odniesienia stałego (GND lub PWR).
- Ciasno połączenie: zmniejszenie grubości dielektrycznej między warstwą sygnału a jej płaszczyzną odniesienia (np. przy użyciu 3-milimetrowego lub 4-milimetrowego prepregu) znacząco zmniejsza powierzchnię pętli i krzyżową głośność.
Porównanie techniczne: wielowarstwowe wskaźniki wydajności
| Cechy |
4-6 warstw |
8-12 warstw |
16-32 warstwy |
| Typowe zastosowanie |
IoT, proste sterowniki |
Serwery, sieci |
Komputery zaawansowane, przemysł lotniczy |
| Integralność sygnału |
Środkowa (wysoka przenikliwość) |
Wysokie (zaciśnięte sznurki) |
Ultrawysoki (fokus izolacyjny) |
| Impedancja PDN |
Wysoki |
Niskie (dedykowane samoloty) |
Ultra-niskie (płaszczyzny wzajemnie połączone) |
| Min. ślady/kosmos |
4/4 mil |
30,5/3,5 mil |
3/3 mil (zdolny do DUX) |
| Współczynnik widmowy |
8:1 |
10:1 |
121+ |
2. Optymalizacja integralności sygnału (SI)
Na 10 warstwach i powyżej przechodzimy z Microstrip (powierzchnie zewnętrzne) do Stripline (powierzchnie wewnętrzne) routingu.
- Kontrolowana impedancja: do obliczenia szerokości śladów wykorzystujemy algorytmy Polar SI9000.Tolerancja musi być utrzymywana w granicach ±10% (±5% w przypadku wysokiej częstotliwości RF).
- Za pośrednictwem zarządzania stubami: w 20+ płytkach warstwowych "stub" otworu poprzecznego działa jako antena rezonansowa.W celu utrzymania szerokości pasma kanału niezbędne są odwierty z tyłu lub ślepe/pochowane przejścia.
- Efekt tkaniny szklanego: W przypadku sygnałów ultra-wysokiej prędkości, standardowa tkanina szkła 7628 może powodować zakłócenia ze względu na zmiany Dk.1067 lub 1086) w celu zapewnienia spójności fazy.
3Integralność mocy (PI) i projektowanie PDN
Powszechną pułapką w projektowaniu wielowarstwowym jest zaniedbanie sieci dystrybucyjnej energii.
- Rezonancja płaszczyznowa: duże pary płaszczyzny mocy/ziemi działają jako kondensator płyt równoległych.
- Wykorzystanie technologii "Via-in-Pad" (VIPPO) w celu zminimalizowania indukcji pasożytniczej,który DUXPCB wspiera z wypełnionymi epoksydowymi i pokrytymi wkładami.
4. Pułapki DFM i porady specjalistów
Powszechna pułapka: Niezrównoważony rozkład miedzi
Jeśli warstwa 3 ma 80% pokrycia miedzi, a warstwa 4 ma 10%, deska będzie się wypaczać podczas ponownego przepływu.
- Porada dla profesjonalistów: Użyj wzorów kropkowych na pustych obszarach, aby zrównoważyć gęstość miedzi w całej płaszczyźnie bez wpływu na sieci sygnałowe.
Powszechna pułapka: Niewystarczająca pomoc cieplna
W 16-32-warstwowych płytkach masywne miedziane płaszczyzny pełnią funkcję pochłaniaczy ciepła podczas montażu.
- Pro Tip: Upewnij się, że ulga termiczna na połączeniach płaszczyznowych jest zoptymalizowana dla standardów IPC-2221 w celu zapobiegania "zimnym stopieniom lutowniczym" przy zachowaniu wystarczającej zdolności przenoszenia prądu.
5. DUXPCB Wytwarzanie
DUXPCB specjalizuje się w wysokiej liczbie warstw, wysokiej niezawodności produkcji.
- Liczba warstw: od 2 do 32 warstw (standardowa); do 64 warstw ( zaawansowana).
- Materiały o wysokim poziomie Tg: IT-180A, S1000-2, Isola 370HR i hybrydy Rogers.
- Dokładna rejestracja: zaawansowane LDI (Laser Direct Imaging) zapewnia rejestrację warstwy do warstwy w zakresie ± 2 mil, co jest krytyczne dla BGA o odległości 0,4 mm.
- Zgodność: pełna certyfikacja IPC-6012 klasy 3 i AS9100D dla zastosowań o znaczeniu krytycznym.