Una de les consideracions més fonamentals en el disseny de PCB és determinar quantes capes d'enrutament, plans de terra i plans d'alimentació es necessiten per complir els requisits funcionals del circuit. El disseny d'apilament de la PCB sol ser un compromís, que té en compte diversos factors. A continuació es mostren els principis clau per al disseny d'apilament de PCB.
planificació apilada
Capes externes amb GND i PWRAquestes capes s'utilitzen principalment per encaminar i curtcircuitar pistes. Per a aplicacions HDI (Interconnexió d'alta densitat), la segona capa sovint és una capa de senyal que s'utilitza per encaminar pistes entre components BGA de pas fi. En aquesta aplicació HDI, els fabricants solen utilitzar perforació làser per a la perforació de profunditat controlada per accedir a la segona capa.
Equilibri de capesTotes les capes apilades han de tenir una apilació de capes equilibrada des de la línia central de la placa de circuit imprès per minimitzar o eliminar la deformació. El tipus i el gruix del prepreg (material preimpregnat) s'han de determinar abans de començar el disseny CAD.
Consideracions de fabricacióCal dur a terme una anàlisi d'apilament amb el fabricant per determinar el pes del coure, el material preimpregnat i el gruix del nucli abans del disseny CAD, garantint una impedància controlada.
Gruix del material:
- El material FR1.6 d'4 mm s'utilitza per a apilaments amb 2-16 capes.
- El FR1.8 d'4 mm s'utilitza per a apilaments amb 10-20 capes.
- El FR2.3 d'4 mm s'utilitza per a apilaments amb 10-32 capes.
Gruixos comuns de PCB:
- A. 0.8 mm (0.031 polzades)
- B. 1.0 mm (0.040 polzades)
- C. 1.6 mm (0.062 polzades)
- D. 1.8 mm (0.070 polzades)
- 2.3 mm (0.090 polzades)
- F. 3.2 mm (0.125″)
Principis de disseny d'apilament
Segmentació de capes
En les plaques de circuit imprès multicapa, les capes solen incloure capes de senyal (S), capes d'alimentació (P) i capes de terra (GND). Les capes d'alimentació i de terra solen ser contigües i proporcionen una via de retorn de baixa impedància per al corrent que flueix a través de traces de senyal adjacents. Les capes de senyal es posicionen principalment entre aquestes capes del pla de referència d'alimentació o de terra. Les capes superior i inferior d'una placa de circuit imprès multicapa s'utilitzen normalment per col·locar components i una petita quantitat d'encaminament.
Determinació d'un pla de referència de potència únic
Els condensadors de desacoblament només s'han de col·locar a les capes superior i inferior de la placa de circuit imprès. L'encaminament, els coixinets i les vies que es connecten a aquests condensadors poden afectar significativament el seu rendiment. Per tant, és important assegurar-se que les pistes que es connecten als condensadors de desacoblament siguin el més curtes i amples possible, i que les vies connectades a aquestes pistes siguin el més curtes possible.
Determinació de múltiples plans de referència de potència
Diversos plans de referència de potència es divideixen en regions separades, cadascuna de les quals proporciona diferents nivells de voltatge. Si les capes de senyal són adjacents a aquests múltiples plans de potència, els senyals d'aquestes capes poden trobar camins de retorn deficients, cosa que podria afectar negativament la integritat del senyal. Per tant, l'encaminament de senyals digitals d'alta velocitat s'ha de mantenir allunyat de múltiples plans de referència de potència.
Determinació de múltiples plans de referència del terreny (plans de terra)
Múltiples plans de referència de terra proporcionen una via de retorn de baixa impedància per als corrents, cosa que ajuda a reduir les EMI (interferències electromagnètiques) de mode comú. Els plans de terra i d'alimentació han d'estar estretament acoblats, i les capes de senyal també han d'estar estretament acoblades amb els plans de referència adjacents.
Disseny de combinacions d'encaminament
La combinació de capes que creua una traça de senyal es coneix com a "combinació d'enrutament". El millor disseny de combinació d'enrutament evita que els corrents de retorn flueixin entre diferents plans de referència. Idealment, el corrent de retorn hauria de fluir d'un punt d'un pla de referència a un altre punt del mateix pla.
