Blog de PCB - Análisis del método de diseño basado en placa multicapa de PCB

La placa multicapa de PCB es un tipo especial de placa de circuito impreso, y su lugar de existencia es generalmente especial, por ejemplo, habrá placa multicapa de PCB en la placa de circuito. Este tipo de placa multicapa de PCB puede ayudar a la máquina a conducir varios circuitos, no solo eso, sino que también puede desempeñar un papel aislante, de modo que la electricidad no choce entre sí, y es absolutamente seguro. Si desea usar una placa multicapa de PCB con buen rendimiento, debe diseñarla cuidadosamente. A continuación, explicaremos cómo diseñar placas multicapa de PCB.

Diseño de placa multicapa de PCB

1. Determinación de la forma de la tabla, tamaño y número de capas

1) Cualquier tabla impresa tiene el problema de coincidir con otras partes estructurales. Por lo tanto, la forma y el tamaño de la placa impresa deben basarse en la estructura general del producto. Sin embargo, desde la perspectiva de la tecnología de producción, debe ser lo más sencillo posible. Generalmente, es un rectángulo con una pequeña relación de longitud a anchura, lo que es propicio para mejorar la eficiencia de producción y reducir los costos de mano de obra.

2) El número de capas debe determinarse de acuerdo con los requisitos de rendimiento del circuito, tamaño de la placa y densidad del circuito. Para las placas impresas multicapa, las placas de cuatro capas y las de seis capas son las más utilizadas. Por ejemplo, las placas de cuatro capas son dos capas de alambre (superficie de componente y superficie de soldadura), una capa de potencia y una capa.

3) Cada capa de la placa multicapa debe ser simétrica, y es mejor tener un número par de capas de cobre, es decir, cuatro, seis, ocho capas, etc. Debido a la laminación asimétrica, la superficie de la placa es propensa a la deformación, especialmente para las placas multicapa montadas en la superficie, a las que se debe prestar más atención.

2. Posición y dirección de colocación de componentes

1) La ubicación y la dirección de colocación de los componentes deben considerarse primero a partir del principio del circuito para satisfacer la tendencia del circuito. Si la colocación es razonable o no afectará directamente al rendimiento de la placa de circuito impreso, especialmente el circuito analógico de alta frecuencia, que tiene requisitos más estrictos en la ubicación y colocación de dispositivos.

2) La colocación razonable de los componentes, en cierto sentido, ha indicado el éxito del diseño de PCB. Por lo tanto, al preparar el diseño de las placas impresas y decidir el diseño general, el principio del circuito debe analizarse en detalle, y la ubicación de componentes especiales (como IC a gran escala, tubos de alta potencia, fuentes de señal, etc.) debe determinarse primero, y luego otros componentes deben disponerse para evitar posibles factores de interferencia.

3) Por otro lado, debe considerarse desde la estructura general de la placa impresa para evitar la disposición desigual de los componentes. Esto no solo afecta a la estética de las tablas impresas, sino que también trae muchos inconvenientes para el montaje y el mantenimiento.

3. Requisitos para el diseño de alambre y el área de cableado

En general, el cableado de placas impresas multicapa se lleva a cabo de acuerdo con las funciones del circuito. Al cablear en la capa externa, se requiere más cableado en la superficie de soldadura y menos cableado en la superficie del componente, lo que es propicio para el mantenimiento y la solución de problemas de las placas impresas. Los cables delgados y densos y los cables de señal susceptibles a la interferencia suelen estar dispuestos en la capa interna.

La hoja de cobre de gran área debe distribuirse uniformemente en las capas interior y exterior, lo que ayudará a reducir la deformación de la placa y también permitirá un recubrimiento más uniforme en la superficie durante la galvanoplastia. Para evitar que el procesamiento de apariencia dañe el alambre impreso y cause cortocircuito entre capas durante el mecanizado, la distancia entre el patrón conductor en las áreas de cableado interior y exterior y el borde de la placa debe ser mayor de 50 mil.

4. Requisitos para la dirección y el ancho del alambre

La capa de fuente de alimentación, el estrato y la capa de señal se separarán para cableado de placa de múltiples capas para reducir la interferencia entre la fuente de alimentación, la tierra y la señal. Las líneas de dos capas adyacentes de placas impresas deben ser lo más perpendiculares posible entre sí o tomar líneas oblicuas y curvas en lugar de líneas paralelas para reducir el acoplamiento entre capas e interferencia del sustrato.

Y el cable debe ser lo más corto posible. Especialmente para circuitos de señal pequeños, cuanto más corto es el cable, menor es la resistencia y menor es la interferencia. Para las líneas de señal en la misma capa, se deben evitar esquinas afiladas al cambiar de dirección. La anchura del conductor se determinará de acuerdo con los requisitos de corriente e impedancia del circuito. La línea de entrada de potencia debe ser más grande y la línea de señal puede ser más pequeña.

Para las placas digitales generales, la anchura de la línea de entrada de potencia puede ser de 50 ~ 80mil, y la de la línea de señal puede ser de 6 ~ 10mil.

Ancho del conductor: 0,5, 1, 0, 1,5, 2,0;

Corriente permitida: 0,8, 2,0, 2,5, 1,9;

Resistencia del conductor: 0,7, 0,41, 0,31, 0,25;

Durante el cableado, la anchura de las líneas debe ser lo más consistente posible para evitar el espesamiento y el adelgazamiento repentinos de los alambres, lo que conduce a la coincidencia de la impedancia.

5. Requisitos para el tamaño de perforación y almohadilla

1) El tamaño del orificio de perforación para componentes en la placa multicapa está relacionado con el tamaño del pasador de los componentes seleccionados. Si el orificio de perforación es demasiado pequeño, el montaje y el estaño de los componentes se verán afectados; La perforación es demasiado grande, y el punto de soldadura no está lo suficientemente lleno durante la soldadura. En general, el método de cálculo del diámetro del orificio del elemento y el tamaño de la almohadilla es:

2) diámetro del orificio del orificio del elemento = diámetro del pasador del elemento (o diagonal) + (10 ~ 30mil)

3) Diámetro de la almohadilla del elemento - diámetro del orificio del elemento + 18mil

4) En cuanto al diámetro del agujero, se determina principalmente por el grosor de la placa terminada. Para placas multicapa de alta densidad, generalmente debe controlarse dentro del intervalo de espesor de la placa: diámetro del orificio - 5:1. El método de cálculo de via pad es:

5) Diámetro de la almohadilla vía (VIAPAD) ¥ vía diámetro + 12mil.

6. Requisitos para la capa de potencia, la partición del estrato y el trepanning

Para placas impresas multicapa, hay al menos una capa de fuente de alimentación y un estrato. Dado que todas las tensiones en la placa impresa están conectadas a la misma capa de potencia, la capa de potencia debe estar aislada por zonas. El tamaño de la línea de zona es generalmente 20 ~ 80 mil de ancho. Cuanto mayor sea el voltaje, más gruesa será la línea de la zona.

Para la conexión entre el orificio de soldadura y la capa de potencia y el estrato, con el fin de aumentar su fiabilidad y reducir la soldadura falsa causada por la gran área de absorción de calor metálico durante el proceso de soldadura, la placa de conexión general debe diseñarse en forma de orificio de flor. Diámetro del orificio de la almohadilla de aislamiento - diámetro del orificio + 20 mil.

7. Requisitos de separación segura

El ajuste de la distancia de seguridad debe cumplir con los requisitos de seguridad eléctrica. En general, la distancia mínima entre los conductores externos no debe ser inferior a 4 milímetros, y la distancia mínima entre los conductores internos no debe ser inferior a 4 milímetros. Si se puede disponer el cableado, la separación debe ser lo más grande posible para mejorar el rendimiento de la placa terminada y reducir el problema oculto de la placa terminada.

8. Requisitos para mejorar la capacidad antiinterferencia de toda la placa

En el diseño de placas impresas multicapa, también se debe prestar atención a la capacidad anti-interferencia de toda la placa. Los métodos generales son:

Agregar un condensador de filtro cerca de la fuente de alimentación y tierra de cada IC, y la capacidad es generalmente 473 o 104.

b. Para las señales sensibles en la placa impresa, los cables blindados que acompañan se añadirán por separado y el cableado cerca de la fuente de señal se minimizará.

c. Seleccione un punto de conexión a tierra razonable.

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