Odkrywanie warstw: Układ warstwowy PCB w elektronice

Jedną z pierwszych rzeczy, które rzucają się w oczy podczas wizyty w Wielkim Kanionie, jest niesamowity krajobraz. Ściany kanionu z ich historiami zapisanymi dla wszystkich do zobaczenia poprzez różnokolorowe warstwy skał i minerałów są naprawdę inspirujące. Jestem pewien, że można by spędzić lata i nawet nie zbliżyć się do odkrycia wszystkich połączeń, materiałów i istot, które żyją lub żyły w tych warstwowych ścianach skalnych.

Ponieważ trudno mi przestać łączyć rzeczy z tym, co mnie pasjonuje, Wielki Kanion przypomniał mi o drukowanych płytkach obwodów z ich włóknem szklanym, maskami lutowniczymi i innymi powłokami wykończeniowymi na zewnętrznych warstwach. Elektroniczne PCB mogą być skomplikowane i muszą używać wystarczającej liczby warstw, aby sprostać wymaganej złożoności. Pomimo ich rozmiaru, PCB wydają się mieć tyle samo głębi i wzajemnych połączeń, co nawet warstwy skał w Wielkim Kanionie.

Określanie warstw płytki drukowanej

Z PCB będziesz miał warstwy wewnętrzne między trasowaniem, ścieżkami i przelotkami, ale także warstwy ochronne między płaszczyznami miedzi, takie jak włókno szklane lub podobny materiał, tworzące warstwy nazywane rdzeniem i prepregiem. Rdzeń jest produkowany z najściślejszą kontrolą, aby można było go używać do określania stałych dielektrycznych dla twoich sygnałów elektrycznych, aby rozdzielać je i eliminować zakłócenia z projektu. Prepreg jest kontrolowany w mniejszym stopniu i zamiast tego jest używany do zmiany grubości PCB w razie potrzeby.

Warstwy płytki drukowanej ewoluują w zależności od ilości miedzi potrzebnej do realizacji projektu. Inżynier lub osoba projektująca analizuje gęstość i ilość komponentów oraz ścieżek, aby określić liczbę potrzebnych warstw.

Kolejnym krokiem jest identyfikacja krytycznych sygnałów i miejsca, w którym będą musiały być umieszczone, aby zoptymalizować ich działanie. To ustala grubość rdzenia, umiejscowienie i grubość ścieżek oraz idealne położenie przelotek. Materiały do produkcji muszą być brane pod uwagę w tej fazie procesu projektowania, aby zapewnić, że projekt jest wykonalny i minimalizować koszty.

Użyj warstw do zbudowania stosu i zdefiniowania ogólnej struktury

Możesz następnie użyć warstw, aby zbudować stos przed położeniem ścieżek. Każda warstwa może być wizualizowana i określona jako miedź, prepreg lub maska lutownicza. Materiał prepreg może być wybrany zarówno ze względu na jego właściwości elektryczne, jak i produkcyjne, oprócz spełniania wymagań Twoich działów niezawodności i bezpieczeństwa, dla projektu.

Lokalizacja i umieszczenie przelotek jest realizowane w tym czasie, włącznie z powlekanie przelotki w zależności od jej wymagań dotyczących przenoszenia prądu. Jeśli dla projektu potrzebne są przelotki ślepe, są one umieszczane w odpowiednich miejscach w PCB.

Wiedza o tym, jak planować i układać warstwy, przyniesie lepszą jakość PCB.

Kontynuuj budowę PCB w ramach stosu

Przenosząc komponenty ze schematu do układu, możesz umieścić komponenty na wirtualnej płytce drukowanej w miejscach, które zoptymalizują projekt. Następnie dodaje się ścieżki od komponentu do komponentu i/lub do złącz i punktów testowych w projekcie.

Im więcej komponentów, tym więcej ścieżek. Więcej ścieżek oznacza więcej miedzi i więcej warstw, więc ścieżki, które poruszają się w tych samych kierunkach, mogą być umieszczone na różnych warstwach, aby uniknąć konfliktów. Lubię wyobrażać sobie różne kolonie mrówek w bliskich, ale oddzielnych warstwach skał, niezależnie od tego, czy znają się i komunikują, czy pozostają izolowane.

Kolonie mogą się łączyć, przeciskając tunele między płaszczyznami, aby odwiedzać się nawzajem. Ten sam proces zachodzi na płytach drukowanych z vias. Jeśli ścieżka miedziana musi przejść przez płytę drukowaną bez ingerencji innych ścieżek, via zostanie zaprojektowana na płycie, aby ścieżka mogła kontynuować przebieg na innej płaszczyźnie.

Używanie inteligentnych narzędzi w oprogramowaniu projektowym może ułatwić proces projektowania.

Jeśli szukasz funkcji układu płyty, które mogą przeprowadzić Cię przez wszystkie etapy projektowania, wypróbuj Visual Layer Stack Manager z systemem zasad projektowych, aby zdefiniować wymagania w narzędziu. Każda warstwa może być wizualizowana i określona jako miedź, prepreg lub maska lutownicza. Prepreg może być wybrany zarówno ze względu na jego właściwości elektryczne, jak i produkcyjne, oprócz spełniania wymagań Twoich działów niezawodności i bezpieczeństwa, dla projektu.

Więc następnym razem, gdy zaczniesz projektować układ, pomyśl o warstwach kanionu, aby zobrazować, jak może zostać zrealizowany przekrojowy widok Twojej płytki. Sieci łączące Twoje komponenty mają zdolność bycia zarówno złożonymi, jak i eleganckimi, przy użyciu zaawansowanych narzędzi projektowych dostępnych w Altium Designer^®. Narzędzie to pozwala na organizowanie komponentów na zewnętrznych warstwach oraz definiowanie płaszczyzn, na których możesz prowadzić swoje sieci za pomocą via.

Narzędzia Altium mogą umożliwić Ci realizację obrazu zorganizowanej płytki drukowanej w Twojej głowie, która zawiera elegancję znalezioną w naturze. Jeśli chcesz się dowiedzieć jak, spróbuj porozmawiać z ekspertem w Altium już dziś.