Salah satu pertimbangan paling mendasar dalam desain PCB adalah menentukan berapa banyak lapisan perutean, bidang dasar, dan bidang daya yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan fungsional sirkuit. Desain susunan PCB biasanya merupakan kompromi, dengan mempertimbangkan berbagai faktor. Berikut ini adalah prinsip-prinsip utama untuk desain susunan PCB.
perencanaan penumpukan
Lapisan Luar dengan GND dan PWR : Lapisan ini terutama digunakan untuk perutean dan menghubungkan jalur. Untuk aplikasi HDI (High-Density Interconnect), lapisan kedua seringkali merupakan lapisan sinyal yang digunakan untuk merute jalur antara komponen BGA dengan jarak antar pin yang rapat. Dalam aplikasi HDI ini, produsen biasanya menggunakan pengeboran laser untuk pengeboran dengan kedalaman terkontrol guna mengakses lapisan kedua.
Penyeimbangan Lapisan : Semua susunan lapisan harus memiliki susunan lapisan yang seimbang dari garis tengah PCB untuk meminimalkan atau menghilangkan lengkungan. Jenis dan ketebalan prepreg (bahan pra-impregnasi) harus ditentukan sebelum memulai tata letak CAD.
Pertimbangan Manufaktur : Perlu dilakukan analisis susunan lapisan dengan pabrikan untuk menentukan berat tembaga, material prepreg, dan ketebalan inti sebelum tata letak CAD, untuk memastikan impedansi yang terkontrol.
Ketebalan Material :
- Material FR1.6 4 mm digunakan untuk susunan dengan 2–16 lapisan.
- FR1.8 4 mm digunakan untuk tumpukan dengan 10–20 lapisan.
- FR2.3 4 mm digunakan untuk tumpukan dengan 10–32 lapisan.
Ketebalan PCB Umum :
- A.0.8 mm (0.031 inci)
- B.1.0 mm (0.040 inci)
- Sekitar 1.6 mm (0.062 inci)
- D.1.8 mm (0.070 inci)
- E.2.3 mm (0.090 inci)
- F.3.2 mm (0.125 inci)
Prinsip Desain Stack-up
Segmentasi Lapisan
Pada PCB multi-lapis, lapisan-lapisan tersebut biasanya meliputi lapisan sinyal (S), lapisan daya (P), dan lapisan ground (GND). Lapisan daya dan ground biasanya bersebelahan dan menyediakan jalur balik impedansi rendah untuk arus yang mengalir melalui jejak sinyal yang berdekatan. Lapisan sinyal sebagian besar diposisikan di antara lapisan bidang referensi daya atau ground ini. Lapisan atas dan bawah PCB multi-lapis biasanya digunakan untuk menempatkan komponen dan sejumlah kecil perutean.
Menentukan Bidang Referensi Daya Tunggal
Kapasitor decoupling hanya boleh ditempatkan pada lapisan atas dan bawah PCB. Perutean, bantalan, dan via yang terhubung ke kapasitor ini dapat memengaruhi kinerjanya secara signifikan. Oleh karena itu, penting untuk memastikan bahwa jalur yang terhubung ke kapasitor decoupling sesingkat dan selebar mungkin, dengan via yang terhubung ke jalur ini sesingkat mungkin.
Menentukan Beberapa Bidang Referensi Daya
Beberapa bidang referensi daya dibagi menjadi beberapa wilayah terpisah, yang masing-masing menyediakan level tegangan yang berbeda. Jika lapisan sinyal berdekatan dengan beberapa bidang daya ini, sinyal pada lapisan ini dapat mengalami jalur balik yang buruk, yang dapat berdampak negatif pada integritas sinyal. Oleh karena itu, perutean sinyal digital berkecepatan tinggi harus dijauhkan dari beberapa bidang referensi daya.
Menentukan Beberapa Bidang Referensi Tanah (Ground Planes)
Beberapa bidang referensi ground menyediakan jalur balik impedansi rendah untuk arus, yang membantu mengurangi EMI (Interferensi Elektromagnetik) mode umum. Bidang ground dan daya harus disambungkan dengan erat, dan lapisan sinyal juga harus disambungkan dengan erat dengan bidang referensi yang berdekatan.
Merancang Kombinasi Rute
Kombinasi lapisan yang dilintasi jejak sinyal disebut sebagai "kombinasi perutean". Desain kombinasi perutean terbaik mencegah arus balik mengalir di antara bidang referensi yang berbeda. Idealnya, arus balik harus mengalir dari satu titik pada bidang referensi ke titik lain pada bidang yang sama.
