Oggi, la tendenza di prodotti elettronici sempre più compatti richiede una progettazione tridimensionale di PCB multistrato. Tuttavia, l’impilamento dei livelli solleva nuovi problemi relativi a questa prospettiva di progettazione. Uno dei problemi è ottenere uno stack build di alta qualità per il progetto.

L’impilamento dei PCB sta diventando sempre più importante poiché vengono prodotti circuiti stampati sempre più complessi con più strati.

Una buona progettazione della laminazione del PCB è essenziale per ridurre la radiazione dei circuiti PCB e dei circuiti associati. Al contrario, un cattivo accumulo può aumentare significativamente le radiazioni, che sono dannose dal punto di vista della sicurezza.

Che cos’è l’impilamento PCB?

La laminazione del PCB stratifica l’isolamento e il rame del PCB prima che il progetto del layout finale sia completato. Lo sviluppo di un impilamento efficace è un processo complesso. Un PCB collega alimentazione e segnali tra dispositivi fisici e la corretta stratificazione del materiale della scheda influisce direttamente sulla sua funzione.

Perché la laminazione PCB?

Lo sviluppo della laminazione dei PCB è fondamentale per la progettazione di schede efficienti. La laminazione del PCB ha molti vantaggi perché la struttura multistrato migliora la capacità di distribuzione dell’energia, protegge dalle interferenze elettromagnetiche, limita le interferenze incrociate e supporta la trasmissione del segnale ad alta velocità.

Sebbene lo scopo principale dell’impilamento sia posizionare più circuiti elettronici su una singola scheda attraverso più strati, la struttura dello stack PCB offre anche altri importanti vantaggi. Queste misure includono la riduzione al minimo della vulnerabilità del circuito al rumore esterno e la riduzione dei problemi di diafonia e impedenza nei sistemi ad alta velocità.

Una buona laminazione del PCB può anche aiutare a ridurre i costi di produzione finale. La laminazione del PCB può far risparmiare tempo e denaro massimizzando l’efficienza e migliorando la compatibilità elettromagnetica durante l’intero progetto.

Fonte foto: pixabay

Note e regole per la progettazione della laminazione del PCB

Il numero di livelli di basso

Gli stack semplici possono includere quattro strati di PCB, mentre le schede più complesse richiedono la laminazione sequenziale professionale. Sebbene più complessi, i livelli più alti consentono ai progettisti più spazio per disporre senza aumentare il rischio di imbattersi in soluzioni impossibili.

In genere, sono necessari otto o più piani per ottenere il posizionamento a livello ottimale e la spaziatura per massimizzare la funzionalità. Le radiazioni possono essere ridotte anche utilizzando un piano di massa e un piano di potenza su un pannello multistrato.

Strato basso

La disposizione degli strati di rame e di isolamento che compongono il circuito costituisce l’operazione di sovrapposizione del PCB. Per evitare la deformazione del PCB, rendere simmetrica ed equilibrata la sezione trasversale della scheda durante la disposizione degli strati. Ad esempio, in otto strati, il secondo e il settimo strato dovrebbero avere uno spessore simile per ottenere un equilibrio ottimale.

Lo strato del segnale dovrebbe essere sempre adiacente al piano, mentre i piani di potenza e massa sono strettamente accoppiati. È meglio utilizzare più strati di messa a terra poiché di solito riducono le radiazioni e l’impedenza di terra.

● Tipo di materiale dello strato

Le proprietà termiche, meccaniche ed elettriche di ciascun substrato e il modo in cui interagiscono sono fondamentali per la scelta dei materiali di laminazione dei PCB.

Il circuito è solitamente composto da un forte nucleo in fibra di vetro, che fornisce lo spessore e la rigidità del PCB. Alcuni PCB flessibili possono essere realizzati con plastiche flessibili ad alta temperatura.

Lo strato superficiale è una sottile lamina di rame attaccata alla scheda. Il rame è presente su entrambi i lati di un PCB a doppia faccia e lo spessore del rame varia in base al numero di strati del PCB.

La parte superiore della lamina di rame è ricoperta da uno strato bloccante per rendere la traccia di rame a contatto con altri metalli. Questo materiale è essenziale per aiutare gli utenti a evitare di saldare i ponticelli nel posto giusto.

Uno strato di serigrafia viene applicato allo strato di solder resist per aggiungere simboli, numeri e lettere per un facile assemblaggio e una migliore comprensione della scheda.

● Determinare il cablaggio e i fori passanti

I progettisti dovrebbero instradare segnali ad alta velocità su livelli intermedi tra i livelli. Ciò consente al piano di terra di fornire uno scudo che contiene le radiazioni emesse dall’orbita ad alta velocità.

Il posizionamento del livello del segnale vicino al livello del piano consente alla corrente di ritorno di fluire su piani adiacenti, riducendo così al minimo l’induttanza del percorso di ritorno. Non c’è abbastanza capacità tra l’alimentatore adiacente e lo strato di messa a terra per fornire un disaccoppiamento al di sotto di 500 MHz utilizzando tecniche di costruzione standard.

● Spaziatura tra i livelli

Quando la capacità diminuisce, è fondamentale un accoppiamento stretto tra il segnale e il piano di ritorno della corrente. Anche l’alimentazione e la messa a terra devono essere strettamente accoppiate.

I livelli di segnale dovrebbero essere sempre vicini l’uno all’altro anche se si trovano su piani adiacenti. L’accoppiamento stretto e la spaziatura tra gli strati sono fondamentali per la segnalazione ininterrotta e la funzionalità complessiva.

conclusione

Tecnologia di laminazione PCB Esistono molti design PCB multistrato diversi. Quando sono coinvolti più strati, è necessario combinare un approccio TRIDIMENSIONALE che consideri la struttura interna e il layout della superficie. Con le elevate velocità operative dei circuiti moderni, è necessario eseguire un’attenta sovrapposizione dei PCB per migliorare la capacità di distribuzione e limitare le interferenze. PCB mal progettati possono ridurre la trasmissione del segnale, la produttività, la trasmissione di potenza e l’affidabilità a lungo termine.