E manatu le toʻatele o inisinia o le faʻaopoopoina o vaega i se PCB e naʻo le faʻatumuina o nisi vaega i se avanoa laʻititi. Sese. O le oso mai laupapa e 2-vaega i laupapa e 4-vaega e suia ai le auala e amio ai lau matagaluega atoa i le eletise. E te maua ni vaʻalele faʻapitoa e galue o ni talita. E sili atu le taua o lenei mea nai lo le eseesega o le tau e $20 i le va o faʻataʻitaʻiga.

O le ā le Standard 4-Layer PCB Stack-up?

O se mea e leai se tasi e ta'uina atu ia te oe i le amataga: o le fa'aputuga o vaega i totonu o se laupapa e 4-vaega e le o se mea fa'afuase'i. E le mafai ona e fa'aputuina na'o pepa apamemea i le auala e te mana'o ai ma fa'amoemoe i se fa'atinoga lelei.

O le fausaga masani e mulimuli i lenei mamanu sanuisi: 

Vaega Pito i Luga o le Faailoilo → Sauniuni → Eleele → Autu → Eleele Malosi → Sauniuni → Vaega Pito i Lalo o le Faailoilo.

Vaega 1Pito i luga

 O lau vaega autū o fa'ailoilo. O iinei e tu ai vaega. O iinei e fa'atino ai fa'amaumauga. O iinei e faia ai le tele o au fa'asologa o ala aua e te mana'omia le avanoa i vaega.

Vaega 2 i totonu

 Va'alele i le eleele. O lenei laupepa apamemea atoa e feso'ota'i atu i le GND. Aisea e fa'atulaga ai se vaega atoa i le eleele? Aua o fa'ailoilo maualuga e mana'omia se ala toe fo'i mautu o lo'o i lalo tonu o latou. A malaga se fa'ailoilo i le Vaega 1, e tafe sa'o le tafe toe fo'i i lalo ifo o le Vaega 2. O lenei mea e fausia ai se vaega la'ititi o le li'o, e taofi ai fa'afitauli o le EMI a'o le'i amataina.

 Atonu na e vaʻai i ni mamanu na taumafai ai inisinia e faʻaaoga se grid i luga o le eleele nai lo se vaalele. O se mala. O faʻafitauli i le saogalemu o faailoilo na mafua ai ona latou toe teuteuina le laupapa i ni nai taimi.

Vaega 3 i totonu

O le eletise eletise. E masani ona feso'ota'i i lau alalaupapa autu o le VCC, pe o le 3.3V, 5V, po'o le 12V, e fuafua i lau mamanu. O lenei eletise e tufatufa atu le eletise i luga o le laupapa ma sina impedance la'ititi. E te maua se voltage mautu i IC uma e aunoa ma ni fa'ailoga eletise tetele e fa'amae'a ai le avanoa o le routing. O nisi mamanu e vaevaeina lenei vaega i le va o voltage eseese, e pei o le 3.3V ma le 5V. E lelei le galue pe afai e te tausia le avanoa talafeagai i le va o vaeluaga.

Vaega 4 Lalo

 Vaega lona lua o faailoilo. E te fa'aogaina le ala iinei pe a tumu le Vaega 1 pe a e mana'omia ona sola ese mai fa'alava o le BGA. O le vaega pito i lalo e iai fo'i feso'ota'iga ma nofoaga e fa'ata'ita'i ai.

O le ogatotonu e sau i le ogatotonu. O lau mea fa'avae FR-4 malosi lea, e masani lava ona 1.0mm le mafiafia i se laupapa masani e 1.6mm. O vaega o le prepreg o le kelu lea. O nei pepa fiberglass ua fa'amaluluina e le'i mae'a ona fa'ama'a'aina e fa'apipi'i fa'atasi mea uma i le taimi o le fa'agasologa o le lamination pe a liua e le vevela ma le mamafa i se dielectric malosi.

O lea la, o nisi o kamupani gaosi oloa ua latou faʻalauiloaina se faʻatulagaga o le Signal-Ground-Power-Signal e fai ma isi auala. I se tulaga faʻapitoa, e aoga. Ae o le faʻaputuga masani o le Signal-Ground-Power-Signal e sili atu ona lelei mo mamanu faʻailoilo fefiloi ona o vaega uma e lua o loʻo i tafatafa o vaʻalele faʻasino. O lenei mea e faʻamalosia ai au loops electromagnetic.

Tasi le isi mea e uiga i lenei fa'aputuga: e taua le tutusa mo le gaosiga. Afai e te tu'u uma le 'apamemea i le tasi itu, e pi'o le laupapa i le taimi e toe fa'afo'i ai le 'apamemea. O le fa'atulagaga Type 1 e paleni le tufatufaina atu o le 'apamemea mai luga i lalo, lea e taofia ai le punou i le taimi e fa'apotopoto ai. 

PCB 4-Layer vs. PCB 2-Layer: Aisea e Fa'aleleia Ai?

E te mamanuina se laupapa e 2-vaega. E galue i luga o le nofoa. Ona e fausia lea o iunite e 500, ma e le pasia ai le su'ega EMC. E te masani i le leo?

Fa'ailoga Fa'amaoni

 E 'ino'ino fa'ailo saoasaoa maualuga i laupapa e 2-vaega. A e fa'aogaina se pasi SPI 100MHz po'o se paga 'ese'ese USB 2.0 i luga o se mamanu e 2-vaega, e tatau i le tafe toe fo'i mai ona toe maua lona ala i so'o se ala i le eleele na e tu'uina atu i ai. E masani lava, o lona uiga o se auala umi ma feoa'i solo i totonu o ala i le eleele. O lenei mea e fausia ai se antenna tele e fa'asalalauina ai le pisa ma maua ai le fa'alavelave. 

I luga o se laupapa e 4-vaega, e tafe sa'o le eletise toe fo'i i lalo o le fa'ailoga e ala i le eleele. E toetoe lava a leai se vaega o le matasele e fa'aitiitia. E matala mama ou mata fa'ailoga i luga o le oscilloscope.

EMI Shielding

O na vaalele i totonu o le eleele ma le eletise e pei o ni talita. Latou te maileia fanua eletise i le va o vaega nai lo le tuʻuina atu ia latou faʻasalalau atu i le vateatea. E tatau ona e faʻataʻitaʻiina ni matagaluega tutusa i luga o laupapa e 2-vaega ma laupapa e 4-vaega. O le faʻataʻitaʻiga e 4-vaega e masani ona faʻaalia ai le 15-20dB sili atu le lelei o le faʻasalalauina o kasa. O le eseesega lea i le va o le pasia ma le le pasia o tapulaʻa a le FCC Vaega 15 Vasega B.

Density

E te maua ni vaega e fa o le routing nai lo le lua. E manino lava, e mafai ai ona e fa'aitiitia le fua o le laupapa. Ae o le aoga moni o le sola ese mai vaega mafiafia e pei o BGAs po'o QFN packages e 0.5mm le pitch. I luga o se laupapa e 2-vaega, e fa'atapula'aina oe i le routing i le va o pads. I luga o se laupapa e 4-vaega, e te tuiina vias ma pa'ū i vaega i totonu e sola ese ai mai le ofaga o isumu.

 O se mamanu e manaʻomia le 80mm × 60mm i se vaega e 2 e masani ona ofi i le 60mm × 45mm ma se vaega e 4. O le faʻaitiitia o le lautele o le laupapa e mafai ona faʻapaleni ai le tau maualuga o le laupapa taʻitasi pe a e fausia le faitau afe.

Pulega vevela

E 200 taimi e sili atu ona lelei le fa'avevela o le 'apamemea nai lo le FR-4. O na vaega i totonu e fa'asalalauina le vevela i luga o le laupapa nai lo le tu'u e fa'aputu i lalo o lau voltage regulator po'o le MOSFET. Mo sapalai eletise e tuleia le 3A pe sili atu, e taua tele lenei mea. O nisi taimi e mafai ona e aveese se heatsink e ala i le fa'aogaina o le thermal vias i se vaega 'apamemea i totonu. Na sefe ai a'u i le $1.50 BOM tau i le mamanu 12V PSU e ala i le lafoina o le vevela i totonu o le Layer 3 nai lo le fa'amauina i luga o le alumini.

O le eseesega o le tau? O le aofaʻi o faʻataʻitaʻiga e $15-30 faʻaopoopo i le laupapa taʻitasi mo le 4-vaega pe a faʻatusatusa i le 2-vaega mai le tele o fale gaosi Saina. O le tau o le gaosiga i le silia ma le 1000 fasi e faʻaopoopo i ai le $2-4 i le laupapa taʻitasi. I le taimi nei, o le tasi suega EMC e le manuia e $3000-5000 le tau mo le toe suega. Fai le matematika.

Fa'amatalaga Autū o le Fuafuaga ma le Filifiliga o Meafaitino

O le FR-4 o lau mea masani lea. Ua lava. E tusa ma le 95% o laupapa e 4-vaega e faʻaaogaina aua o le tau o le FR-4 e tasi vaesefulu o le tau o mea faʻapitoa.

O le a e vaʻaia le FR-4 o loʻo lisiina faʻatasi ma faʻavasegaga eseese o le Tg: TG130, TG150, TG170. O le vevela lea o le fesuiaʻiga o le tioata lea e faʻamalūlūina ai le mea. E lelei le TG130-140 masani mo oloa faʻatau. E te manaʻomia le TG170 mo mea tau taʻavale poʻo mea tau alamanuia e tuʻu i totonu o pusa vevela pe latalata i afi. O le Tg maualuga e 15-20% sili atu le tau ae e te maua ai le faʻatuatuaina i le 130°C ambient nai lo le naʻo le 105°C.

E fa'aaogaina meafaitino a Rogers mo mamanu RF e sili atu i le 1GHz. E tusa ma le 8-12 taimi le tau o le Rogers 4350B nai lo le FR-4. E te fa'aaogaina pe a e mana'omia le pulea lelei o le dielectric constant mo microstrip antennas po'o laina fa'asalalauga e taua tele i le impedance. 

Komiti mafiafia

O le tulaga masani e 1.6mm. E fetaui lelei lea ma avanoa masani o le PCB i totonu o pusa ma e maua ai le malosi lelei fa'amekanika mo le fa'apipi'iina i lima. E mafai ona e oka le 0.8mm mo masini manifinifi e pei o mea e mafai ona ofuina, 1.0mm mo mamanu taugofie, po'o le 2.0mm mo laupapa eletise maualuga. Ia manatua o le manifinifi nai lo le 1.6mm e fa'atele ai le gaugau o le laupapa i le taimi o le fa'apipi'iina, lea e mafai ona gau ai so'oga o le u'amea i vaega tetele.

Mamafa Kopa

E masani ona fa'aogaina e vaega pito i fafo le 1oz o le kopa. E mafai ona taulimaina le 3-4A i le trace ta'itasi ma le lautele talafeagai o trace. O le malosiaga i totonu ma le eleele e masani ona fa'atulagaina le 1oz, e ui o nisi gaosi oloa e masani ona fa'aogaina le 0.5oz i vaega pito i totonu e sefe ai le tau. Mata'ituina lenei mea i lau tau. 

Mo mamanu e maualuga le eletise e oʻo atu i le 10A+, e mafai ona e oka le 2oz poʻo le 3oz foʻi le kopa, ae e taugata ma faʻatapulaʻaina ai lou lautele maualalo ona o le apamemea mafiafia e faigata ona vaneina ni vaega lelei.

Puleaina o le Impedance

O iinei e sili atu ona lelei ai laupapa e 4-vaega. E te manaʻomia le impedance pulea mo le USB, Ethernet, HDMI, poʻo le DDR memory. E faʻaalia e le calculator se lautele o le trace e faʻatatau i lau stackup geometry. O se microstrip masani e 50Ω i luga o se laupapa e 4-vaega ma le 1oz copper ma le 10mil dielectric spacing e tusa ma le 12-15 mils le lautele. E totogi e le au gaosi oloa le $50-150 faʻaopoopo mo le puleaina o le impedance aua e manaʻomia ona latou faʻataʻitaʻiina ni coupons ma faʻamaonia taunuuga.

E manaʻomia ona e tuʻuina atu i lou fale gaosi oloa se faʻamatalaga faʻatulagaina pe afai e te manaʻo i le impedance e pulea. O le taʻu atu ia i latou ou te manaʻomia le 50 ohms e aunoa ma le faʻamatalaina o le mafiafia o le dielectric ma le tau o le Er e tuʻua ai i latou e mateina. E tele taimi latou te mateina sese ai.

Mafai gaosi oloa

E na'o le lelei o lau mamanu e tusa ai ma le mea e mafai ona fausia e le fale gaosi oloa. O le foliga lea o le gafatia masani e 4-vaega i kamupani gaosi oloa Saina lelei e pei o le 2026:

Fa'ailoga Maualalo

 E mafai ona maua le 4mil/4mil i le tele o faleoloa e aunoa ma se tau maualuga. O lenei mea e mafai ai ona e fa'aogaina le 0.5mm pitch BGA pads. E mafai ona e tuleia i le 3mil/3mil po'o le 2.5mil/2.5mil, ae fa'amoemoe i totogi fa'aopoopo ma taimi fa'atali umi. Mo le tele o mamanu, e lelei le 5mil/5mil po'o le 6mil/6mil ma e fa'aitiitia ai tau.

Laiti Puga Laiti

 E oo atu le lautele o le viliina fa'amekanika i le 0.2mm. So'o se mea e la'ititi ifo e mana'omia le viliina i le laser, lea e fa'atoluina ai le tau o lau via. O vias masani e 0.3mm pu ma 0.6mm pads. E taugofie ma fa'atuatuaina nei mea.

Luga Faʻamaeʻaina

 E taugofie le HASL ae e tu'ua ai se fogāeleele e le tutusa e mafua ai fa'afitauli i vaega e laiti ifo le mafiafia i lalo ifo o le 0.5mm. E fa'aopoopo e le ENIG le $15-25 i tau o fa'ata'ita'iga ae e te maua ai se fogāeleele mafolafola, e tete'e atu i le 'okesene, e lelei mo le 12+ masina le umi e teu ai. 

E mafai ona e fa'aogaina le ENIG mo so'o se mea e iai QFNs po'o BGAs. O le OSP e taugofie ma e umi se taimi e teu ai, e aoga mo le 6 masina. E tutusa lelei le fa'atinoga o le Immersion Silver ma le ENIG i se tau maualalo teisi ae vave ona pala.

Lanu Ufiufi Solder

 O le lanumeamata e masani ma e leai se totogi. E foliga fa'apolofesa le uliuli, ae e faigata ai ona siaki ona e le mafai ona e va'aia ni mea e iloa i lalo o le ufimata. E lelei tele le pa'epa'e mo laupapa LED aua e atagia mai ai le malamalama. O le lanumoana ma le mumu o filifiliga matagofie e fa'aopoopo ai le $10-20 i fa'ata'ita'iga. O le uliuli vaivai ua lauiloa nei mo oloa fa'atau, ae e sili atu le taugata.

Tauaso ma Tanu Vias

 O le tele o mamanu e 4-vaega e faʻaaogaina vias masani e vili atoa i totonu. O vias tauaso poʻo vias tanumia e mafai ai ona e faʻaaogaina mamanu mafiafia, ae faʻaopoopoina ai le tau tele. Faʻamoemoe i le 3-5x tau maualuga atu. Aloese mai ai seʻi vagana ua e le mafai ona sola ese mai se 0.4mm BGA a leai.

Fa'aoga Autū o PCB 4-Layer

E te maua laupapa e 4-vaega i soo se mea i mea fa'aeletoronika fa'aonaponei.

Sapalai mana

 O sapalai eletise e sili atu i le 15W e toetoe lava o taimi uma e faʻaaogaina ai se fausaga e 4-vaega. O le eleele e faʻaitiitia ai le pisa o le fesuiaʻiga, ma o le eletise e tufatufa atu ai tafega maualuluga e aunoa ma ni faʻailoga mamafa. Na matou mamanuina se avetaʻavale LED 80W i luga o se laupapa e 2-vaega i se tasi taimi. Sa aoga, ae na tele naua le pisa na faʻasalalauina ma faʻalavelave ai i le leitio AM i le fale o le tagata faʻatau.

faaeletonika tagata faatau

 O masini atamai mo fale, WiFi routers, Bluetooth speakers, ma so'o se mea e iai feso'ota'iga uaealesi e mana'omia se mamanu e 4-vaega ina ia pasia ai le su'ega a le FCC. O le fa'atinoga o le antenna lava ia e fa'amaonia ai le tau aua o le tulaga o le eleele e a'afia sa'o ai mamanu ma le lelei o le fa'asalalauina o le radiation.

Pulea Ta'avale

E feagai masini eletise o taavale ma siosiomaga malolosi o le EMI faatasi ai ma le pisa o le alternator, osooso o le afi, ma le faalavelave i le fesuia'iga o le afi. O laupapa e fa vaega ma vaalele eleele talafeagai e sao mai lenei afa eletise. E le gata i lea, o fa'amatalaga tau vevela o taavale e mana'omia ai le mea TG170 e galue mai le -40°C i le +125°C.

Puleaina o Mea Tau Pisinisi

PLCO masini eletise, afi fa'aeletonika, ma HMI fa'apisinisi e fa'aogaina laupapa e 4-vaega mo le puipuiga mai le pisa. A e fa'apipi'i masini i se fale gaosi oloa i tafatafa o VFD ma uelo, e te mana'omia uma le puipuiga e mafai ona e maua.

Avetaavale Uila

E manuia avetaavale LED malolosi mai le salalauina o le vevela o vaega apamemea i totonu. O se avetaavale LED 50W i luga o se vaega e 4 e mafai ona tufatufa atu le vevela i le Vaega 3, ma faʻaitiitia ai le vevela o le hotspot i le 15-20°C pe a faʻatusatusa i le vaega e 2.

Auala e Fa'aitiitia ai le Tau o Lau PCB 4-Layer

E popole tagata i tau o le prototype. E te vaʻai i tau o le $180 mo laupapa e lima ma e te mafaufau pe o le a gau ai lau gaosiga. E leai.

tele

E lima laupapa fa'ata'ita'i mai se fale gaosi oloa Saina e tau i le $100-200, e fuafua i le telē ma foliga. Ae o laupapa e 100 e ono tau i le aofa'i atoa i le $300-400. O le tau o le fa'atulagaina e fa'aitiitia. A o'o i le taimi e te ausia ai le 1000 fasi, o lo'o e va'ai i le $3-6 i le laupapa mo se mamanu masani e 100mm × 100mm. Aua le faia ni fa'ai'uga o le gaosiga e fa'avae i luga o tau o fa'ata'ita'iga.

Via Tekinolosi

 E toetoe lava a leai se tau o vias e ui atu i pu. O vias e le o vaaia pe tanumia e fa'ateleina lau tau i le 3-5× aua e mana'omia ai le tele o ta'amilosaga lamination. Se'i vagana ua e mamanuina se telefoni po'o se mea e mafai ona ofuina e matua la'ititi lava, ia pipi'i i vias e ui atu i pu.

Tele o le Laupapa ma le Fa'atulagaina o Paneli

E fausia e le au gaosi oloa ni PCB i ni lapopo'a masani o paneli, e masani lava 18″ × 24″. Afai e mafai e le fua o lau laupapa ona faia ni kopi se tele i paneli ta'itasi ma e itiiti ai le fa'aumatia, e pa'ū le tau. O se laupapa e 95mm × 95mm e ofi i le fa paneli ta'itasi ma e lelei le fa'aaogaina. O se laupapa e 110mm × 87mm e le fetaui lelei ma fa'aumatia ai meafaitino. O nisi taimi o le fa'aitiitia o lau laupapa i le 5mm e fa'aitiitia ai le tau o le iunite ta'itasi i le 15% ona o le lelei o le fa'aogaina o paneli.

Taimi taʻimua

 O le taimi masani e fa'atino ai le tautua e 7-10 aso mai kamupani gaosi oloa Saina. O le tau o le tautua fa'avave e 2-3x le sili atu. Se'i vagana ua e fa'avave i se fa'aaliga fefa'ataua'iga, fa'aaoga le taimi masani e fa'atino ai le tautua. 

Lavelave Design

 O le puleaina o le impedance, o ni vaega lelei e i lalo ifo o le 5mil, po'o le mamafa o le kopa 2oz+ e fa'aopoopo uma ai le fa'agaoioiga. Ia mafai ona gaosia lau mamanu e tusa ai ma fa'amatalaga masani, ma ia tumau pea le taugofie o tau.

Tasi le isi mea e uiga i le tau: aua le fa'atauva'a le fa'auma o le laupapa e sefe ai le $15 i le laupapa ta'itasi. E sefe e le tagata fa'atau le $200 i laupapa e 200 e ala i le fa'aogaina o le HASL nai lo le ENIG. Ona latou fa'aaluina lea o le $4000 e toe fa'aleleia ai le 30% o laupapa ona o le le tutusa o le laupapa na mafua ai ona fa'amata'uina ni resistors 0402 i le taimi o le reflow. 

aotelega

E sili atu le taugata o PCB e fa-vaega nai lo laupapa e lua-vaega ae e sili atu le lelei o le tulaga sa'o o fa'ailoilo, fa'atinoga o le EMI, ma le tele o le fa'aogaina o ala. O le fa'aputuga masani e tu'u ai le eleele ma le eletise i totonu fa'atasi ai ma vaega fa'ailoilo i luga ma lalo. O lenei fa'atulagaga e taulimaina ai fa'ailoilo saoasaoa maualuga, pasia su'ega EMC, ma fa'atagaina ai le tu'uina o vaega e sili atu le mafiafia. La'u i luga au faila Gerber e maua ai ni tau vave ma ni manatu fa'aalia a le DFM a'o le'i faia le gaosiga.

E tusa o le Wonderful PCB

Wonderful PCB E taulimaina mea uma mai le mamanu fa'apisinisi ma le inisinia eletise i le gaosiga o PCB 4-vaega. Matou te galulue fa'atasi ma kamupani fa'avaomalo e gaosia ma fa'apotopoto laupapa matagaluega lolomi 4 vaega i Saina.

Fesili e Masani Ona Fesiligia e uiga i Papa Matāgaluega e 4-Layer

E mafai ona ou fa'aogaina se laupapa e 4-vaega mo mamanu e tele taimi e fa'aogaina ai?

E mafai ona e fa'apipi'i le 6GHz ma le FR-4 masani. E le gata i lea, e te mana'omia Rogers po'o isi mea e maualalo le leiloa. O le mea taua o le puleaina o lau dielectric constant ma le tausia o lau stackup tutusa. Mo mamanu 2.4 GHz Wi-Fi, Bluetooth, po'o le sub-1 GHz ISM-band, e lelei le galue o le FR-4. Ua ou fausia ni GPS receivers i luga o le FR-4 e aunoa ma ni fa'afitauli.

O le a le mafiafia masani o le ogatotonu i totonu?

Mo se laupapa ua mae'a e 1.6mm, o le ogatotonu e masani lava ona 1.0mm le mafiafia. O vaega e lua o le prepreg e fa'aopoopoina le 0.3mm i le vaega ta'itasi. E te leiloa pe tusa ma le 0.07mm i le mafiafia o le kopa. O le a maua ai oe pe tusa ma le 10-12 mils o le dielectric i le va o le Vaega 1 ma le Vaega 2, lea e atoatoa mo le 50Ω controlled impedance traces.

E faʻapefea ona ou auina atu i fafo faila Gerber mo se PCB 4-vaega?

E te manaʻomia ni faila Gerber eseese mo vaega taʻitasi, faʻatasi ai ma faila vili. Auina atu i fafo le Top Copper, Ground Plane, Power Plane, Bottom Copper, Top Soldermask, Bottom Soldermask, Top Silkscreen, Bottom Silkscreen, ma le outline o le laupapa. Faʻaopoopo faila NC Drill mo pu e ui atu i totonu. O le tele o meafaigaluega CAD faʻaonaponei, KiCad, Altium, ma le EAGLE, e iai faʻataʻitaʻiga 4-vaega e auina atu i fafo mea uma ma le saʻo. E manaʻomia e le gaosi oloa ona iloa po o le fea vaega i totonu o loʻo faʻavaeina ma po o le fea e faʻamalosia. Faʻaopoopo se faila ata tusi poʻo se faʻamatalaga e faʻamaoti mai ai le Vaega 2 = GND ma le Vaega 3 = VCC.