Décortiquer les couches : Empilement des PCB électroniques

L'une des premières choses que vous remarquez à propos du Grand Canyon lors de votre visite est le paysage incroyable. Les parois du canyon, avec leurs histoires inscrites pour tous à voir à travers les différentes couches colorées de roches et de minéraux, sont vraiment inspirantes. Je suis sûr que vous pourriez passer des années sans même approcher de la découverte de toutes les connexions, matériaux et créatures qui vivent ou ont vécu au sein de ces faces rocheuses stratifiées.

Parce qu'il m'est difficile de cesser de faire des liens avec ce qui me passionne, le Grand Canyon m'a rappelé les cartes de circuits imprimés avec leur fibre de verre, leurs masques de soudure et autres revêtements de finition sur les couches extérieures. Les PCB électroniques peuvent être complexes et doivent utiliser suffisamment de couches pour répondre à la complexité requise. Malgré leur taille, les PCB semblent avoir autant de profondeur et d'interconnectivité que même les couches de roche du Grand Canyon.

Détermination des couches d'une carte de circuit imprimé

Avec un PCB, vous aurez des couches internes entre le routage, les pistes et les vias, mais aussi des couches de protection entre les plans de cuivre comme la fibre de verre ou un matériau similaire, formant des couches appelées le cœur et le pré-imprégné. Le cœur est fabriqué avec les contrôles les plus stricts afin qu'il puisse être utilisé pour spécifier les constantes diélectriques pour vos signaux électriques afin de découpler et de garder le bruit hors de la conception. Le pré-imprégné est moins contrôlé et est plutôt utilisé pour varier l'épaisseur du PCB selon les besoins.

Les couches d'un circuit imprimé évoluent en fonction de la quantité de cuivre nécessaire pour réaliser la conception. L'ingénieur ou l'étude de la densité et de la quantité de composants et de pistes pour déterminer le nombre de couches nécessaires.

L'étape suivante identifie les signaux critiques et où ils devront être placés pour optimiser leur performance. Cela établit l'épaisseur du cœur, le placement et l'épaisseur des pistes, et l'emplacement idéal des . Les matériaux pour la fabrication doivent être pris en compte pendant cette phase du processus de conception, pour s'assurer que la conception est manufacturable afin de minimiser les coûts.

Utilisez les couches pour construire l'empilement et définir la structure globale

Vous pouvez ensuite utiliser des couches pour construire l'empilement avant de poser les pistes. Chaque couche peut être visualisée et définie comme étant en cuivre, en pré-imprégné ou en masque de soudure. Le matériau pré-imprégné peut être sélectionné tant pour ses caractéristiques électriques que de fabrication, en plus de répondre aux exigences de vos départements de fiabilité et de sécurité, pour la conception.

L'emplacement et le placement des vias sont réalisés à ce moment, y compris le placage pour le via en fonction de ses besoins en capacité de courant. Si des vias aveugles sont nécessaires pour la conception, ceux-ci sont inclus aux emplacements appropriés dans le PCB.

Savoir comment planifier et empiler vos couches donnera un meilleur PCB.

Continuez la construction du PCB au sein de l'empilement

En passant du schéma au routage, vous pouvez placer les composants sur le circuit imprimé virtuel aux emplacements qui optimiseront la conception. Ceci est suivi par l'ajout de pistes de composant à composant et/ou vers des connecteurs et des points de test au sein de la conception.

Plus il y a de composants, plus il y a de pistes. Plus de pistes signifie plus de cuivre et plus de couches, de sorte que les pistes se déplaçant dans les mêmes directions peuvent être placées sur des couches différentes pour éviter les conflits. J'aime imaginer différentes colonies de fourmis dans des couches de roche proches mais séparées, si elles se connaissent et communiquent ou restent isolées.

Les colonies peuvent fusionner en perçant des tunnels entre les plans pour se rendre visite. Le même processus se produit dans les cartes de circuits imprimés avec des vias. Si une piste de cuivre doit traverser la carte de circuit imprimé sans interférence d'autres pistes, un via serait conçu dans la carte pour que la piste puisse continuer à traverser la carte sur un autre plan.

Utiliser des outils intelligents dans votre logiciel de conception peut faciliter votre processus de conception.

Si vous recherchez des fonctionnalités de disposition de carte qui peuvent vous guider à travers toutes les étapes de la conception, essayez un Gestionnaire de Pile de Couches Visuel avec un système de règles de conception pour définir les exigences au sein de l'outil. Chaque couche peut être visualisée et définie comme étant en cuivre, en prepreg ou en masque de soudure. Le prepreg peut être sélectionné à la fois pour ses caractéristiques électriques et de fabrication, en plus de répondre aux exigences de vos départements de fiabilité et de sécurité, pour la conception.

Alors, la prochaine fois que vous commencez votre mise en page, pensez aux couches d'un canyon pour visualiser comment votre vue en coupe de la carte peut être réalisée. Les réseaux pour connecter vos composants ont la capacité d'être à la fois complexes et élégants lors de l'utilisation d'outils de conception sophistiqués trouvés dans Altium Designer^®. L'outil vous permet d'organiser vos composants sur les couches extérieures, et il vous permet de définir des plans sur lesquels vous pouvez router vos réseaux en utilisant des vias.

Les outils d'Altium peuvent vous permettre de réaliser l'image dans votre esprit d'un circuit imprimé organisé qui contient l'élégance trouvée dans la nature. Si vous voulez apprendre comment, essayez de parler à un expert chez Altium aujourd'hui.