Lột Từng Lớp: Cấu Trúc Xếp Chồng PCB Điện Tử

Một trong những điều đầu tiên bạn nhận thấy về Grand Canyon khi bạn thăm là cảnh quan tuyệt vời. Những bức tường của hẻm núi với lịch sử được khắc ghi cho tất cả mọi người qua các lớp đá và khoáng sản màu sắc khác nhau thực sự là nguồn cảm hứng. Tôi chắc chắn rằng bạn có thể dành nhiều năm mà không thể khám phá hết tất cả các mối liên kết, vật liệu, và sinh vật sống hoặc đã từng sống trong những bức tường đá có lớp.

Vì tôi khó có thể ngừng kết nối mọi thứ với điều mình đam mê, Grand Canyon nhắc nhở tôi về các bảng mạch in với sợi thủy tinh, mặt nạ hàn, và các lớp phủ hoàn thiện khác trên lớp ngoài. Các PCB điện tử có thể phức tạp và phải sử dụng đủ lớp để đáp ứng độ phức tạp yêu cầu. Mặc dù kích thước của chúng, PCB dường như có nhiều chiều sâu và kết nối liên quan như cả các lớp đá ở Grand Canyon.

Xác định Các Lớp của Bảng Mạch In

Với một PCB, bạn sẽ có các lớp nội bộ giữa việc định tuyến, dấu vết và vias nhưng cũng có các lớp bảo vệ giữa các mặt phẳng đồng như sợi thủy tinh hoặc vật liệu tương tự, tạo thành các lớp được gọi là lõi và prepreg. Lõi được sản xuất với các kiểm soát chặt chẽ nhất để có thể được sử dụng để chỉ định hằng số điện môi cho các tín hiệu điện của bạn để tách biệt và giữ cho tiếng ồn ra khỏi thiết kế. Prepreg ít được kiểm soát hơn và thay vào đó được sử dụng để thay đổi độ dày của PCB khi cần thiết.

Các lớp của một bảng mạch in phát triển dựa trên lượng đồng cần thiết để thực hiện thiết kế. Kỹ sư hoặc nghiên cứu mật độ và số lượng linh kiện và dấu vết để xác định số lượng lớp cần thiết.

Bước tiếp theo là xác định các tín hiệu quan trọng và nơi chúng cần được đặt để tối ưu hóa hiệu suất của chúng. Điều này thiết lập độ dày lõi, vị trí và độ dày của các dấu vết, và vị trí lý tưởng của . Các vật liệu để sản xuất cần được xem xét trong giai đoạn này của quá trình thiết kế, để đảm bảo rằng thiết kế có thể sản xuất được để giảm thiểu chi phí.

Sử dụng Các Lớp để Xây dựng Chồng và Xác định Cấu trúc Tổng thể

Bạn có thể sử dụng các lớp để xây dựng chồng lớp trước khi đặt các đường dẫn. Mỗi lớp có thể được hình dung và xác định là đồng, prepreg, hoặc mặt nạ hàn. Vật liệu prepreg có thể được chọn dựa trên cả tính chất điện và tính chất sản xuất, bên cạnh việc đáp ứng yêu cầu của bộ phận độ tin cậy và an toàn của bạn, cho thiết kế.

Vị trí và việc đặt vias được thực hiện vào thời điểm này, bao gồm cả việc mạ cho vias tùy thuộc vào yêu cầu về khả năng dẫn điện của nó. Nếu vias mù là cần thiết cho thiết kế, những vias này được bao gồm ở các vị trí thích hợp trong PCB.

Biết cách lên kế hoạch và xếp chồng các lớp của bạn sẽ tạo ra một PCB tốt hơn.

Tiếp tục Xây dựng PCB Trong Chồng Lớp

Bằng cách lấy các thành phần từ sơ đồ sang bố trí, bạn có thể đặt các thành phần lên bảng mạch in ảo ở những vị trí sẽ tối ưu hóa thiết kế. Điều này được tiếp theo bằng việc thêm các đường dẫn từ thành phần này sang thành phần khác và/hoặc đến các kết nối và điểm kiểm tra trong thiết kế.

Càng nhiều linh kiện, thì càng nhiều đường mạch. Nhiều đường mạch có nghĩa là cần nhiều đồng và nhiều lớp hơn để các đường mạch di chuyển cùng hướng có thể được đặt trên các lớp khác nhau để tránh xung đột. Tôi thích tưởng tượng các bộ lạc kiến khác nhau trong những lớp đá gần gũi nhưng tách biệt, liệu chúng có biết nhau và giao tiếp hay cô lập với nhau.

Các bộ lạc có thể hợp nhất bằng cách đục lỗ giữa các lớp để thăm nhau. Quá trình tương tự xảy ra trong bảng mạch in với vias. Nếu một đường mạch đồng cần đi qua bảng mạch in mà không bị can thiệp bởi các đường mạch khác, một via sẽ được thiết kế vào bảng mạch để đường mạch có thể tiếp tục trên một lớp khác của bảng.

Sử dụng các công cụ thông minh trong phần mềm thiết kế của bạn có thể làm cho quá trình thiết kế của bạn dễ dàng hơn.

Nếu bạn đang tìm kiếm các tính năng bố trí bảng mạch có thể hướng dẫn bạn qua tất cả các bước của quá trình thiết kế, hãy thử một Trình Quản lý Xếp Lớp Hình Ảnh với hệ thống quy tắc thiết kế để xác định các yêu cầu trong công cụ. Mỗi lớp có thể được hình dung và xác định là đồng, prepreg, hoặc mặt nạ hàn. Prepreg có thể được chọn dựa trên cả tính chất điện và tính chất sản xuất của nó, ngoài việc đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy và an toàn từ phòng ban thiết kế của bạn.

Vì vậy, lần sau khi bạn bắt đầu bố trí mạch in của mình, hãy nghĩ về các lớp của một hẻm núi để hình dung cách mà một cắt ngang của bảng mạch có thể được hiện thực hóa. Các mạng lưới kết nối các thành phần của bạn có khả năng vừa phức tạp vừa tinh tế khi sử dụng các công cụ thiết kế tinh vi tìm thấy trong Altium Designer^®. Công cụ cho phép bạn tổ chức các thành phần của mình trên các lớp ngoài, và nó cho phép bạn định nghĩa các mặt phẳng mà bạn có thể định tuyến các mạng lưới của mình sử dụng vias.

Công cụ của Altium có thể giúp bạn hiện thực hóa hình ảnh trong tâm trí về một bảng mạch in được tổ chức có chứa vẻ đẹp tìm thấy trong tự nhiên. Nếu bạn muốn biết cách, hãy thử nói chuyện với một chuyên gia tại Altium hôm nay.