16vrstvé desky plošných spojů poskytují složitost a flexibilitu, kterou vyžadují moderní elektronická zařízení. Odborný návrh a výběr sekvencí stohování a způsoby připojení mezi vrstvami jsou rozhodující pro dosažení optimálního výkonu desky. V tomto článku prozkoumáme úvahy, pokyny a osvědčené postupy, které pomohou návrhářům a inženýrům vytvořit účinné a spolehlivé 16vrstvé desky plošných spojů.

1. Porozumění základům sekvence stohování 16 vrstev PCB

1.1 Definice a účel stohovacího řádu

Stohovací sekvence se týká uspořádání a pořadí, ve kterém jsou materiály, jako je měď a izolační vrstvy, laminovány dohromady, aby vytvořily vícevrstvou obvodovou desku. Stohovací sekvence určuje umístění signálových vrstev, napájecích vrstev, zemních vrstev a dalších důležitých součástí v zásobník.
Hlavním účelem stohovací sekvence je dosažení požadovaných elektrických a mechanických vlastností desky. Hraje zásadní roli při určování impedance obvodové desky, integrity signálu, distribuce napájení, tepelného managementu a výrobní proveditelnosti. Pořadí stohování také ovlivňuje celkový výkon, spolehlivost a vyrobitelnost desky.

1.2 Faktory ovlivňující návrh stohovací sekvence: Při navrhování stohovací sekvence je třeba vzít v úvahu několik faktorů.

16vrstvá deska plošných spojů:

a) Elektrické úvahy:Uspořádání signálových, napájecích a zemních ploch by mělo být optimalizováno, aby byla zajištěna správná integrita signálu, řízení impedance a snížení elektromagnetického rušení.
b) Tepelná hlediska:Umístění napájecích a uzemňovacích ploch a zahrnutí tepelných průchodů pomáhá účinně odvádět teplo a udržovat optimální provozní teplotu součásti.
c) Výrobní omezení:Zvolená posloupnost stohování by měla brát v úvahu možnosti a omezení procesu výroby DPS, jako je dostupnost materiálu, počet vrstev, poměr stran vrtáku,a přesnost vyrovnání.
d) Optimalizace nákladů:Výběr materiálů, počet vrstev a složitost stohování by měly být v souladu s rozpočtem projektu a zároveň zajistit požadovaný výkon a spolehlivost.

1.3 Běžné typy sekvencí stohování 16vrstvých desek plošných spojů: Existuje několik běžných sekvencí stohování pro 16vrstvé

PCB, v závislosti na požadovaném výkonu a požadavcích. Mezi běžné příklady patří:

a) Symetrické pořadí stohování:Tato sekvence zahrnuje umístění signálových vrstev symetricky mezi napájecí a zemní vrstvy, aby se dosáhlo dobré integrity signálu, minimálního přeslechu a vyváženého rozptylu tepla.
b) Sekvenční stohovací sekvence:V této posloupnosti jsou signálové vrstvy postupně mezi napájecí a zemní vrstvou. Poskytuje větší kontrolu nad uspořádáním vrstev a je výhodný pro splnění specifických požadavků na integritu signálu.
c) Smíšené pořadí stohování:To zahrnuje kombinaci symetrických a sekvenčních stohovacích příkazů. Umožňuje přizpůsobení a optimalizaci rozložení pro konkrétní části desky.
d) Sekvence stohování citlivá na signál:Tato sekvence umisťuje citlivé signálové vrstvy blíže k základní rovině pro lepší odolnost proti šumu a izolaci.

2. Klíčové úvahy pro výběr sekvence stohování 16 vrstev PCB:

2.1 Aspekty integrity signálu a integrity napájení:

Sekvence stohování má významný dopad na integritu signálu a integritu napájení desky. Správné umístění signálových a napájecích/uzemňovacích ploch je zásadní pro minimalizaci rizika zkreslení signálu, šumu a elektromagnetického rušení. Mezi hlavní úvahy patří:

a) Umístění signálové vrstvy:Vrstvy vysokorychlostního signálu by měly být umístěny blízko zemní plochy, aby byla zajištěna zpětná cesta s nízkou indukčností a minimalizována rušení. Vrstvy signálu by také měly být pečlivě rozmístěny, aby se minimalizovalo zkreslení signálu a přizpůsobení délky.
b) Rozložení výkonové roviny:Sekvence stohování by měla zajistit adekvátní distribuci výkonové roviny pro podporu integrity napájení. Dostatečný výkon a zemnící plochy by měly být strategicky umístěny, aby se minimalizovaly poklesy napětí, nespojitosti impedance a šumové vazby.
c) Oddělovací kondenzátory:Správné umístění oddělovacích kondenzátorů je rozhodující pro zajištění dostatečného přenosu energie a minimalizaci šumu napájecího zdroje. Sekvence stohování by měla zajistit blízkost a blízkost oddělovacích kondenzátorů k napájecí a zemní ploše.

2.2 Tepelný management a odvod tepla:

Účinné řízení teploty je zásadní pro zajištění spolehlivosti a výkonu desky plošných spojů. Sekvence stohování by měla brát v úvahu správné umístění napájecích a uzemňovacích ploch, tepelných průchodů a dalších chladicích mechanismů. Mezi důležité úvahy patří:

a) Rozložení výkonové roviny:Adekvátní rozložení napájecích a zemnících ploch v celé sestavě pomáhá odvádět teplo od citlivých součástí a zajišťuje rovnoměrné rozložení teploty po celé desce.
b) Tepelné průchody:Sekvence stohování by měla umožňovat efektivní umístění tepelného průchodu pro usnadnění odvodu tepla z vnitřní vrstvy do vnější vrstvy nebo chladiče. To pomáhá předcházet lokalizovaným horkým místům a zajišťuje účinný odvod tepla.
c) Umístění komponent:Pořadí stohování by mělo vzít v úvahu uspořádání a blízkost topných komponent, aby se zabránilo přehřátí. Rovněž je třeba zvážit správné vyrovnání součástí s chladicími mechanismy, jako jsou chladiče nebo ventilátory.

2.3 Výrobní omezení a optimalizace nákladů:

Sekvence stohování musí brát v úvahu výrobní omezení a optimalizaci nákladů, protože hrají důležitou roli v proveditelnosti a cenové dostupnosti desky. Mezi úvahy patří:

a) Dostupnost materiálu:Zvolené pořadí stohování by mělo být v souladu s dostupností materiálů a jejich kompatibilitou s vybraným výrobním procesem PCB.
b) Počet vrstev a složitost:Sekvence stohování by měla být navržena v rámci omezení zvoleného výrobního procesu PCB s přihlédnutím k faktorům, jako je počet vrstev, poměr stran vrtáku a přesnost zarovnání.
c) Optimalizace nákladů:Sekvence stohování by měla optimalizovat použití materiálů a snížit složitost výroby, aniž by došlo ke snížení požadovaného výkonu a spolehlivosti. Mělo by se zaměřit na minimalizaci nákladů spojených s plýtváním materiálu, složitostí procesů a montáží.

2.4 Zarovnání vrstev a přeslechy signálu:

Sekvence vrstvení by měla řešit problémy se zarovnáním vrstev a minimalizovat přeslechy signálu, které mohou negativně ovlivnit integritu signálu. Mezi důležité úvahy patří:

a) Symetrické stohování:Symetrické vrstvení signálových vrstev mezi napájecí a zemní vrstvou pomáhá minimalizovat vazbu a redukovat přeslechy.
b) Diferenciální párové směrování:Sekvence stohování by měla umožnit správné seřazení signálových vrstev pro efektivní směrování vysokorychlostních diferenciálních signálů. To pomáhá udržovat integritu signálu a minimalizovat přeslechy.
c) Oddělení signálu:Sekvence stohování by měla zohledňovat oddělení citlivých analogových a digitálních signálů, aby se snížily přeslechy a interference.

2.5 Řízení impedance a integrace RF/mikrovlnné trouby:

Pro RF/mikrovlnné aplikace je pořadí stohování rozhodující pro dosažení správného řízení impedance a integrace. Mezi hlavní úvahy patří:

a) Řízená impedance:Sekvence stohování by měla umožňovat návrh řízené impedance s přihlédnutím k faktorům, jako je šířka stopy, tloušťka dielektrika a uspořádání vrstev. To zajišťuje správné šíření signálu a přizpůsobení impedance pro RF/mikrovlnné signály.
b) Umístění signálové vrstvy:RF/mikrovlnné signály by měly být strategicky umístěny blízko vnější vrstvy, aby se minimalizovalo rušení jinými signály a zajistilo se lepší šíření signálu.
c) RF stínění:Sekvence stohování by měla zahrnovat správné umístění zemních a stínících vrstev pro izolaci a ochranu RF/mikrovlnných signálů před rušením.

3.Metody spojení mezi vrstvami

3.1 Průchozí otvory, slepé otvory a zakopané otvory:

Prokovy jsou široce používány v designu desek s plošnými spoji (PCB) jako prostředek pro spojování různých vrstev. Jsou vyvrtány otvory skrz všechny vrstvy PCB a jsou pokovené, aby zajistily elektrickou kontinuitu. Průchozí otvory poskytují pevné elektrické spojení a lze je relativně snadno vyrobit a opravit. Vyžadují však větší velikosti vrtáků, které zabírají cenný prostor na desce plošných spojů a omezují možnosti směrování.
Slepé a zakopané prokovy jsou alternativní způsoby propojení mezi vrstvami, které nabízejí výhody ve využití prostoru a flexibilitě směrování.
Slepé prokovy jsou vyvrtány z povrchu DPS a končí ve vnitřních vrstvách, aniž by procházely všemi vrstvami. Umožňují spojení mezi sousedními vrstvami, zatímco hlubší vrstvy zůstávají nedotčeny. To umožňuje efektivnější využití prostoru desky a snižuje počet vrtaných otvorů. Na druhé straně zapuštěné prokovy jsou otvory, které jsou zcela uzavřeny ve vnitřních vrstvách desky plošných spojů a nezasahují do vnějších vrstev. Poskytují spojení mezi vnitřními vrstvami, aniž by ovlivnily vnější vrstvy. Zakopané prokovy mají větší prostorově úsporné výhody než průchozí otvory a slepé prokovy, protože nezabírají žádný prostor ve vnější vrstvě.
Volba průchozích otvorů, slepých prokovů a podzemních prokovů závisí na konkrétních požadavcích návrhu desky plošných spojů. Průchozí otvory se obvykle používají v jednodušších konstrukcích nebo tam, kde je hlavním zájmem robustnost a opravitelnost. V designech s vysokou hustotou, kde je prostor kritickým faktorem, jako jsou kapesní zařízení, smartphony a notebooky, jsou preferovány slepé a zakopané průchody.

3.2 Mikropóry aTechnologie HDI:

Mikroprůchody jsou otvory o malém průměru (obvykle méně než 150 mikronů), které poskytují spojení mezi vrstvami s vysokou hustotou v deskách plošných spojů. Nabízejí významné výhody v miniaturizaci, integritě signálu a flexibilitě směrování.
Mikroprůchody lze rozdělit na dva typy: mikroprůchody s průchozími otvory a slepé mikroprůchody. Mikrootvory jsou konstruovány vrtáním otvorů z horního povrchu desky plošných spojů a protažením přes všechny vrstvy. Slepé mikrootvory, jak název napovídá, zasahují pouze do určitých vnitřních vrstev a nepronikají všemi vrstvami.
High-density interconnect (HDI) je technologie, která využívá mikroprůchody a pokročilé výrobní techniky k dosažení vyšší hustoty a výkonu obvodů. Technologie HDI umožňuje umístění menších součástí a těsnější směrování, což má za následek menší tvarové faktory a vyšší integritu signálu. Technologie HDI nabízí oproti tradiční technologii PCB několik výhod, pokud jde o miniaturizaci, lepší šíření signálu, snížené zkreslení signálu a vylepšenou funkčnost. Umožňuje vícevrstvé konstrukce s více mikroprůchody, čímž zkracuje délky propojení a snižuje parazitní kapacitu a indukčnost.
Technologie HDI také umožňuje použití pokročilých materiálů, jako jsou vysokofrekvenční lamináty a tenké dielektrické vrstvy, které jsou kritické pro RF/mikrovlnné aplikace. Poskytuje lepší řízení impedance, snižuje ztráty signálu a zajišťuje spolehlivý vysokorychlostní přenos signálu.

3.3 Mezivrstvové spojovací materiály a procesy:

Výběr mezivrstvových spojovacích materiálů a technik je rozhodující pro zajištění dobrého elektrického výkonu, mechanické spolehlivosti a vyrobitelnosti desek plošných spojů. Některé běžně používané mezivrstvové spojovací materiály a techniky jsou:

a) měď:Měď je široce používána ve vodivých vrstvách a průchodech PCB díky své vynikající vodivosti a pájitelnosti. Obvykle je pokovena na otvoru, aby poskytovala spolehlivé elektrické spojení.
b) pájení:Techniky pájení, jako je pájení vlnou nebo pájení přetavením, se často používají k vytváření elektrických spojení mezi průchozími otvory na deskách plošných spojů a dalšími součástmi. Naneste pájecí pastu na průchod a aplikujte teplo, aby se pájka roztavila a vytvořilo se spolehlivé spojení.
c) Galvanické pokovování:Techniky galvanického pokovování, jako je bezproudové pokovování mědí nebo elektrolytická měď, se používají k pokovování prokovů, aby se zvýšila vodivost a zajistilo se dobré elektrické spojení.
d) Lepení:Techniky lepení, jako je lepení nebo termokompresní lepení, se používají ke spojení vrstevnatých struktur a vytvoření spolehlivých propojení.
e) Dielektrický materiál:Volba dielektrického materiálu pro vrstvení desek plošných spojů je rozhodující pro mezivrstvové spoje. K zajištění dobré integrity signálu a minimalizaci ztráty signálu se často používají vysokofrekvenční lamináty, jako jsou lamináty FR-4 nebo Rogers.

3.4 Provedení a význam průřezu:

Návrh průřezu sestavy DPS určuje elektrické a mechanické vlastnosti spojů mezi vrstvami. Klíčová kritéria pro návrh průřezu zahrnují:

a) Uspořádání vrstev:Uspořádání signálových, napájecích a zemnících rovin v sestavě PCB ovlivňuje integritu signálu, integritu napájení a elektromagnetické rušení (EMI). Správné umístění a vyrovnání signálových vrstev s napájecími a zemnícími plochami pomáhá minimalizovat šumovou vazbu a zajišťuje návratové cesty s nízkou indukčností.
b) Ovládání impedance:Návrh průřezu by měl brát v úvahu požadavky na řízenou impedanci, zejména pro vysokorychlostní digitální nebo RF/mikrovlnné signály. To zahrnuje vhodný výběr dielektrických materiálů a tlouštěk pro dosažení požadované charakteristické impedance.
c) Tepelný management:Návrh průřezu by měl zohledňovat efektivní odvod tepla a tepelné řízení. Správné umístění napájecích a uzemňovacích ploch, tepelných průchodů a součástí s chladicími mechanismy (jako jsou chladiče) pomáhá odvádět teplo a udržovat optimální provozní teploty.
d) Mechanická spolehlivost:Návrh průřezu by měl brát v úvahu mechanickou spolehlivost, zejména v aplikacích, které mohou být vystaveny tepelnému cyklování nebo mechanickému namáhání. Správný výběr materiálů, technik lepení a konfigurace stohování pomáhá zajistit strukturální integritu a trvanlivost desky plošných spojů.

4. Návrh směrnice pro 16-vrstvé PCB

4.1 Alokace a distribuce vrstev:

Při navrhování 16vrstvé obvodové desky je důležité pečlivě alokovat a rozmístit vrstvy, aby se optimalizoval výkon a integrita signálu. Zde jsou některé pokyny pro přidělování úrovní
a distribuce:

Určete požadovaný počet signálových vrstev:
Zvažte složitost návrhu obvodu a počet signálů, které je třeba směrovat. Přidělte dostatek signálových vrstev, aby vyhovovaly všem požadovaným signálům, zajistěte dostatečný prostor pro směrování a vyhněte se nadměrnémupřetížení. Přiřaďte pozemní a napájecí letadla:
Přiřaďte alespoň dvě vnitřní vrstvy zemnicím a napájecím rovinám. Zemní plocha pomáhá poskytovat stabilní referenci pro signály a minimalizuje elektromagnetické rušení (EMI). Výkonová rovina poskytuje nízkoimpedanční distribuční síť, která pomáhá minimalizovat poklesy napětí.
Oddělené vrstvy citlivého signálu:
V závislosti na aplikaci může být nutné oddělit citlivé nebo vysokorychlostní signálové vrstvy od zašuměných nebo vysoce výkonných vrstev, aby se zabránilo rušení a přeslechům. Toho lze dosáhnout umístěním vyhrazených zemních nebo napájecích ploch mezi ně nebo použitím izolačních vrstev.
Rovnoměrné rozložení vrstev signálu:
Rozložte vrstvy signálu rovnoměrně po celé sestavě desky, abyste minimalizovali vazbu mezi sousedními signály a zachovali integritu signálu. Neumisťujte vrstvy signálu vedle sebe ve stejné oblasti seskupení, abyste minimalizovali přeslechy mezi vrstvami.
Zvažte vysokofrekvenční signály:
Pokud váš návrh obsahuje vysokofrekvenční signály, zvažte umístění vrstev vysokofrekvenčního signálu blíže k vnějším vrstvám, abyste minimalizovali efekty přenosového vedení a snížili zpoždění šíření.

4.2 Směrování a směrování signálu:

Směrování a návrh trasování signálu jsou zásadní pro zajištění správné integrity signálu a minimalizaci rušení. Zde je několik pokynů pro uspořádání a směrování signálu na 16vrstvých deskách s obvody:

Pro signály s vysokým proudem použijte širší stopy:
Pro signály, které přenášejí vysoký proud, jako jsou napájecí a zemní spojení, použijte širší trasy, abyste minimalizovali odpor a pokles napětí.
Odpovídající impedance pro vysokorychlostní signály:
U vysokorychlostních signálů zajistěte, aby impedance stopy odpovídala charakteristické impedanci přenosového vedení, aby se zabránilo odrazům a zeslabení signálu. Použijte techniky návrhu řízené impedance a správné výpočty šířky stopy.
Minimalizujte délky tras a body křížení:
Udržujte délky tras co nejkratší a snižte počet přechodových bodů, abyste snížili parazitní kapacitu, indukčnost a rušení. Optimalizujte umístění komponent a používejte vyhrazené vrstvy směrování, abyste se vyhnuli dlouhým a složitým stopám.
Oddělte vysokorychlostní a nízkorychlostní signály:
Oddělte vysokorychlostní a nízkorychlostní signály, abyste minimalizovali dopad šumu na vysokorychlostní signály. Umístěte vysokorychlostní signály na vyhrazené signálové vrstvy a držte je mimo dosah vysoce výkonných nebo hlučných komponent.
Použijte diferenciální páry pro vysokorychlostní signály:
Chcete-li minimalizovat šum a zachovat integritu signálu pro vysokorychlostní diferenciální signály, použijte techniky směrování diferenciálního páru. Udržujte impedanci a délku diferenciálních párů přizpůsobenou, abyste zabránili zkreslení signálu a přeslechům.

4.3 Distribuce přízemní a výkonové vrstvy:

Správná distribuce uzemnění a napájecích ploch je rozhodující pro dosažení dobré integrity napájení a snížení elektromagnetického rušení. Zde jsou některé pokyny pro přiřazení zemnících a napájecích rovin na 16vrstvých deskách plošných spojů:

Přidělte vyhrazená pozemní a napájecí letadla:
Přidělte alespoň dvě vnitřní vrstvy vyhrazeným zemnicím a napájecím rovinám. To pomáhá minimalizovat zemní smyčky, snížit EMI a poskytuje nízkoimpedanční zpětnou cestu pro vysokofrekvenční signály.
Oddělené digitální a analogové zemnící plochy:
Pokud má návrh digitální a analogové sekce, doporučuje se mít pro každou sekci samostatné zemnící plochy. To pomáhá minimalizovat šumovou vazbu mezi digitální a analogovou sekcí a zlepšuje integritu signálu.
Umístěte zemnící a napájecí roviny blízko signálních rovin:
Umístěte zemnící a napájecí roviny blízko signálových rovin, které napájejí, abyste minimalizovali oblast smyčky a snížili šum.
Použijte více průchodů pro elektrická letadla:
Použijte více průchodů pro připojení napájecích rovin, abyste rovnoměrně rozložili energii a snížili impedanci napájecí roviny. To pomáhá minimalizovat poklesy napájecího napětí a zlepšuje integritu napájení.
Vyhněte se úzkým krčkům v energetických letadlech:
Vyhněte se úzkým hrdlům v napájecích rovinách, protože mohou způsobit shlukování proudu a zvýšení odporu, což má za následek poklesy napětí a neefektivitu napájecích ploch. Použijte silná spojení mezi různými oblastmi silové roviny.

4.4 Tepelná podložka a umístění přes:

Správné umístění tepelných podložek a prostupů je zásadní pro účinné odvádění tepla a zabránění přehřívání součástí. Zde jsou některé pokyny pro tepelnou podložku a umístění na 16vrstvé obvodové desky:

Umístěte tepelnou podložku pod součásti generující teplo:
Identifikujte součást generující teplo (jako je výkonový zesilovač nebo vysoce výkonný integrovaný obvod) a umístěte tepelnou podložku přímo pod ni. Tyto tepelné podložky poskytují přímou tepelnou cestu k přenosu tepla do vnitřní tepelné vrstvy.
Pro odvod tepla použijte více tepelných průchodů:
K propojení tepelné vrstvy a vnější vrstvy použijte více tepelných prostupů, abyste zajistili účinný odvod tepla. Tyto průchody mohou být umístěny v střídavém vzoru kolem tepelné podložky, aby bylo dosaženo rovnoměrného rozložení tepla.
Zvažte tepelnou impedanci a vrstvení:
Při navrhování tepelných prostupů zvažte tepelnou impedanci materiálu desky a vrstvení. Optimalizujte velikost a rozteč, abyste minimalizovali tepelný odpor a maximalizovali odvod tepla.

4.5 Umístění součástí a integrita signálu:

Správné umístění součástí je rozhodující pro zachování integrity signálu a minimalizaci rušení. Zde je několik pokynů pro umístění součástek na 16vrstvou desku s obvody:

Součásti související se skupinou:
Součásti související se skupinou, které jsou součástí stejného subsystému nebo mají silné elektrické interakce. To snižuje délku stopy a minimalizuje útlum signálu.
Udržujte vysokorychlostní komponenty blízko:
Umístěte vysokorychlostní komponenty, jako jsou vysokofrekvenční oscilátory nebo mikrokontroléry, blízko sebe, abyste minimalizovali délky stop a zajistili správnou integritu signálu.
Minimalizujte délku stopy kritických signálů:
Minimalizujte délku stopy kritických signálů, abyste snížili zpoždění šíření a útlum signálu. Umístěte tyto součásti co nejblíže.
Samostatné citlivé komponenty:
Oddělte komponenty citlivé na šum, jako jsou analogové komponenty nebo nízkoúrovňové senzory, od vysoce výkonných nebo hlučných komponent, abyste minimalizovali rušení a zachovali integritu signálu.
Zvažte odpojení kondenzátorů:
Umístěte oddělovací kondenzátory co nejblíže k napájecím kolíkům každé součásti, abyste zajistili čisté napájení a minimalizovali kolísání napětí. Tyto kondenzátory pomáhají stabilizovat napájení a snižují rušení.

5. Simulační a analytické nástroje pro navrhování stohování

5.1 3D modelovací a simulační software:

Software pro 3D modelování a simulaci je důležitým nástrojem pro navrhování stohování, protože umožňuje návrhářům vytvářet virtuální reprezentace stohování desek plošných spojů. Software dokáže vizualizovat vrstvy, komponenty a jejich fyzické interakce. Simulací stohování mohou návrháři identifikovat potenciální problémy, jako jsou přeslechy signálu, EMI a mechanická omezení. Pomáhá také ověřit uspořádání součástek a optimalizovat celkový návrh DPS.

5.2 Nástroje analýzy integrity signálu:

Nástroje pro analýzu integrity signálu jsou kritické pro analýzu a optimalizaci elektrického výkonu skládání desek plošných spojů. Tyto nástroje používají matematické algoritmy k simulaci a analýze chování signálu, včetně řízení impedance, odrazů signálu a vazby šumu. Provedením simulace a analýzy mohou konstruktéři identifikovat potenciální problémy s integritou signálu v rané fázi procesu návrhu a provést nezbytné úpravy pro zajištění spolehlivého přenosu signálu.

5.3 Nástroje tepelné analýzy:

Nástroje pro tepelnou analýzu hrají důležitou roli při navrhování stackup analýzou a optimalizací tepelného managementu desek plošných spojů. Tyto nástroje simulují odvod tepla a rozložení teploty v každé vrstvě stohu. Přesným modelováním ztrát energie a drah přenosu tepla mohou návrháři identifikovat horká místa, optimalizovat umístění měděných vrstev a tepelných prostupů a zajistit správné chlazení kritických součástí.

5.4 Návrh pro vyrobitelnost:

Design pro vyrobitelnost je důležitým aspektem stohovacího designu. K dispozici je řada softwarových nástrojů, které mohou pomoci zajistit, aby bylo možné vybrané stohování vyrábět efektivně. Tyto nástroje poskytují zpětnou vazbu o proveditelnosti dosažení požadovaného stohování, přičemž berou v úvahu faktory, jako je dostupnost materiálu, tloušťka vrstvy, výrobní proces a výrobní náklady. Pomáhají návrhářům činit informovaná rozhodnutí k optimalizaci stohování, aby se zjednodušila výroba, snížilo se riziko zpoždění a zvýšila se výtěžnost.

6. Proces návrhu 16-vrstvých desek plošných spojů krok za krokem

6.1 Sbírka počátečních požadavků:

V tomto kroku shromážděte všechny potřebné požadavky pro návrh 16vrstvé desky plošných spojů. Porozumět funkčnosti desky plošných spojů, požadovanému elektrickému výkonu, mechanickým omezením a všem konkrétním návrhovým pokynům nebo normám, které je třeba dodržovat.

6.2 Přidělení a uspořádání komponent:

Podle požadavků přidělte součástky na DPS a určete jejich uspořádání. Zvažte faktory, jako je integrita signálu, teplotní aspekty a mechanická omezení. Seskupte komponenty na základě elektrických charakteristik a strategicky je umístěte na desku, abyste minimalizovali rušení a optimalizovali tok signálu.

6.3 Návrh stohování a rozložení vrstev:

Určete návrh stohování pro 16vrstvou desku plošných spojů. Při výběru vhodného materiálu zvažte faktory, jako je dielektrická konstanta, tepelná vodivost a náklady. Přiřaďte signálové, napájecí a zemnící roviny podle elektrických požadavků. Umístěte zemnící a napájecí roviny symetricky, abyste zajistili vyvážený zásobník a zlepšili integritu signálu.

6.4 Směrování signálu a optimalizace směrování:

V tomto kroku jsou signálové stopy směrovány mezi komponenty, aby se zajistilo správné řízení impedance, integrita signálu a minimalizovaly přeslechy signálu. Optimalizujte směrování, abyste minimalizovali délku kritických signálů, vyhnuli se křížení citlivých tras a zachovali oddělení mezi vysokorychlostními a nízkorychlostními signály. V případě potřeby použijte diferenciální páry a techniky směrování řízené impedance.

6.5 Spoje mezi vrstvami a umístění:

Naplánujte umístění spojovacích průchodů mezi vrstvami. Určete vhodný typ průchodu, jako je průchozí otvor nebo slepý otvor, na základě přechodů vrstev a spojení součástí. Optimalizujte pomocí rozložení, abyste minimalizovali odrazy signálu, nespojitosti impedance a udrželi rovnoměrné rozložení na desce plošných spojů.

6.6 Finální ověření návrhu a simulace:

Před výrobou se provádí finální ověření návrhu a simulace. Použijte simulační nástroje k analýze návrhů PCB na integritu signálu, integritu napájení, tepelné chování a vyrobitelnost. Ověřte návrh podle původních požadavků a proveďte nezbytné úpravy pro optimalizaci výkonu a zajištění vyrobitelnosti.
Spolupracujte a komunikujte s ostatními zúčastněnými stranami, jako jsou elektroinženýři, strojní inženýři a výrobní týmy, během celého procesu navrhování, abyste zajistili splnění všech požadavků a vyřešení případných problémů. Pravidelně kontrolujte a opakujte návrhy, aby zahrnovaly zpětnou vazbu a vylepšení.

7.Osvědčené postupy a případové studie v oboru

7.1 Úspěšné případy 16vrstvého návrhu PCB:

Případová studie 1:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. úspěšně navrhl 16vrstvou desku plošných spojů pro vysokorychlostní síťová zařízení. Pečlivým zvážením integrity signálu a distribuce energie dosahují vynikajícího výkonu a minimalizují elektromagnetické rušení. Klíčem k jejich úspěchu je plně optimalizovaný stohovací design využívající technologii směrování s řízenou impedancí.

Případová studie 2:Společnost Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. navrhla 16vrstvou desku plošných spojů pro komplexní lékařské zařízení. Použitím kombinace povrchové montáže a komponentů s průchozím otvorem dosáhli kompaktního, ale výkonného designu. Pečlivé umístění komponent a efektivní směrování zajišťují vynikající integritu a spolehlivost signálu.

7.2 Poučte se z neúspěchů a vyhněte se nástrahám:

Případová studie 1:Někteří výrobci desek plošných spojů narazili na problémy s integritou signálu při návrhu 16vrstvých desek plošných spojů komunikačních zařízení. Důvodem selhání bylo nedostatečné zohlednění řízení impedance a nedostatek správné distribuce zemní plochy. Získanou lekcí je pečlivě analyzovat požadavky na integritu signálu a prosazovat přísné pokyny pro návrh řízení impedance.

Případová studie 2:Někteří výrobci desek plošných spojů čelili výrobním problémům s 16vrstvými plošnými spoji kvůli složitosti návrhu. Nadměrné používání slepých prokovů a hustě zabalených součástí vede k výrobním a montážním potížím. Získanou lekcí je najít rovnováhu mezi složitostí návrhu a vyrobitelností vzhledem ke schopnostem zvoleného výrobce PCB.

Abyste se vyhnuli nástrahám a úskalím v 16vrstvém návrhu PCB, je důležité:

a. Důkladně porozumět požadavkům a omezením návrhu.
b.Skládané konfigurace, které optimalizují integritu signálu a distribuci energie. c. Pečlivě rozmístěte a uspořádejte komponenty pro optimalizaci výkonu a zjednodušení výroby.
d. Zajistěte správné směrovací techniky, jako je řízení impedance a vyhýbání se nadměrnému používání slepých prokovů.
e. Spolupracujte a efektivně komunikujte se všemi zúčastněnými stranami zapojenými do procesu navrhování, včetně elektrických a strojních inženýrů a výrobních týmů.
f. Proveďte komplexní ověření návrhu a simulaci k identifikaci a nápravě potenciálních problémů před výrobou.