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Blog de PCB - Guía estándar de diseño de apilamiento de PC de 4 capas

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Guía estándar de diseño de apilamiento de PC de 4 capas

2024-05-21
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Author:iPCB

Este artículo detallará la pila estándar de cuatro capas de pc, su estructura, puntos de diseño, procesos de fabricación y sus escenarios de aplicación, proporcionando una referencia completa para ingenieros y diseñadores.

La placa de circuito impreso es el componente central de los equipos electrónicos modernos. Entre los dispositivos electrónicos complejos, los PCB multicapa son ampliamente utilizados, de los cuales los PCB de cuatro capas se han convertido en una de las opciones más comunes debido a sus ventajas de rendimiento y costo equilibradas.

1. estructura de apilamiento de PC estándar de 4 capas

1.1 Estructura apilada estándar (de arriba a abajo):

Planta superior: para colocar componentes y cableado.

Capa interior 1: como formación de puesta a tierra (gnd), para proporcionar blindaje electromagnético y referencia de señal.

Capa interior 2: como capa de energía, para la distribución de energía.

Planta baja: para colocar componentes y cableado.

Esta estructura apilada proporciona un buen rendimiento eléctrico e integridad de la señal, y es adecuada para la mayoría de diseños electrónicos de complejidad media.

1.2 materiales dieléctrico intercalados

El material dieléctrico entre las capas suele ser tela de fibra de vidrio preimpregnada (preimpregnada) o placa central (núcleo). La constante dieléctrica y el espesor de estos materiales afectan directamente el control de resistencia y la integridad de la señal del pcb.

1.3 enrutamiento y espaciamiento

Al diseñar cuatro capas de pcb, es necesario considerar el ancho y el espaciamiento del rastro. Por lo general, la capa de señal tiene un ancho de pista y una distancia de 0,1 - 0,2 mm, mientras que la capa de alimentación y la formación de tierra están diseñadas sobre la base de los requisitos actuales.

Apilamiento estándar de PC de 4 capas

Apilamiento estándar de PC de 4 capas

2. puntos clave del diseño de apilamiento de PC estándar de 4 capas

2.1 estratificación de la fuente de alimentación y el suelo

La estratificación de la fuente de alimentación y la puesta a tierra es el núcleo del diseño de PCB de varias capas. El uso de la capa interior 1 como formación de puesta a tierra y la capa interior 2 como capa de alimentación puede reducir efectivamente el ruido entre la fuente de alimentación y el suelo y proporcionar una distribución estable de la potencia.

2.2 integridad de la señal

En los PCB multicapa, la integridad de la señal es la clave del diseño. La capa superior e inferior se utilizan generalmente para el enrutamiento de señales de alta velocidad, mientras que la capa interior se utiliza para señales de baja velocidad y distribución de potencia. A través de un cableado razonable y un diseño de agujeros entre capas, se puede reducir efectivamente la reflexión de la señal y la conversación cruzada.

2.3 control de Resistencia

Para garantizar la estabilidad de la transmisión de la señal, se necesita un control preciso de la resistencia. Al seleccionar el material dieléctrico adecuado y controlar el ancho y el espaciamiento del rastro, se puede lograr una resistencia diferencial de 50 o 100 ohms.

3. proceso estándar de fabricación de apilamiento de PCB de 4 capas

3.1 selección de materiales

La selección de sustratos de alta calidad y láminas de fibra de vidrio preimpregnadas es la base para garantizar el rendimiento de los pcb. Los materiales comunes incluyen fr4, rogers, etc., con diferentes constantes dieléctrico y coeficientes de expansión térmica.

3.2 laminaciones

La laminación es un proceso clave en la fabricación de PCB de varias capas. cada capa de material se presiona a alta temperatura y alta presión mediante presión térmica para formar una sólida estructura de varias capas.

3.3 galvanoplastia y grabado

Después de la finalización de la laminación, se forma un patrón de circuito a través de procesos de galvanoplastia y grabado. La capa de cobre Chapada proporciona una buena conductividad eléctrica y resistencia mecánica, mientras que el proceso de grabado elimina el exceso de capa de cobre para formar un patrón de circuito fino.

3.4 tratamiento de superficie

Los procesos de tratamiento de superficie incluyen nivelación de aire caliente (hasl), recubrimiento químico de níquel - oro (enig), etc., proporcionando una buena soldabilidad y resistencia a la oxidación.

4. escenarios de aplicación

4.1 productos electrónicos de consumo

Entre los productos electrónicos de consumo como teléfonos inteligentes y tabletas, los PCB de cuatro capas son ampliamente utilizados debido a su alto rendimiento y bajo costo. Su estructura multicapa proporciona una excelente compatibilidad electromagnética e integridad de señal.

4.2 equipos de comunicación

En dispositivos de comunicación como routers e conmutadores, los PCB de cuatro capas pueden soportar la transmisión de señales de alta velocidad y complejos requisitos de gestión de energía para garantizar el funcionamiento estable del dispositivo.

4.3 control industrial

En los sistemas de automatización y control industrial, cuatro capas de PCB pueden cumplir con los requisitos de alta fiabilidad y durabilidad. Su estructura multicapa proporciona suficiente potencia y capacidad de distribución de señales para adaptarse a entornos industriales complejos.

4.4 electrónica automotriz

En los sistemas electrónicos automotrices, como pantallas de control central, entretenimiento a bordo, etc., los PCB de cuatro capas proporcionan una alta inmunidad y una distribución estable de energía para garantizar el funcionamiento confiable del sistema.

Debido a su excelente rendimiento y economía, la pila estándar de cuatro capas de PC se ha convertido en una opción importante para el diseño electrónico moderno. A través de un diseño de laminación razonable y un proceso de fabricación, se pueden lograr placas de circuito de alta fiabilidad y alto rendimiento para satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones complejas. Esperamos que esta guía ayude a los ingenieros y diseñadores a comprender y aplicar mejor la tecnología de PCB de cuatro capas y promover el desarrollo de la industria electrónica.