PCB layihələndirərkən nəzərə alınmalı olan ən əsas suallardan biri dövrə funksiyalarının tələblərini yerinə yetirməkdir ki, bir naqil təbəqəsi, yer müstəvisi və güc müstəvisi və çap dövrə lövhəsi naqil təbəqəsi, torpaq müstəvisi və güc nə qədər lazımdır. layların sayının və dövrə funksiyasının müstəvidə təyini, siqnalın bütövlüyü, EMI, EMC, istehsal xərcləri və digər tələblər.
Əksər dizaynlar üçün PCB performans tələbləri, hədəf dəyəri, istehsal texnologiyası və sistem mürəkkəbliyi ilə bağlı bir çox ziddiyyətli tələblər var.PCB-nin laminatlı dizaynı adətən müxtəlif amilləri nəzərə aldıqdan sonra kompromis qərardır.Yüksək sürətli rəqəmsal sxemlər və bığlı sxemlər adətən çox qatlı lövhələrlə tərtib edilir.
Kaskad dizaynı üçün səkkiz prinsip var:
1. Delaminasiya
Çox qatlı PCB-də adətən siqnal təbəqəsi (S), enerji təchizatı (P) təyyarəsi və torpaqlama (GND) müstəvisi var.Güc müstəvisi və YER müstəvisi, adətən, bitişik siqnal xətlərinin cərəyanı üçün yaxşı aşağı empedanslı cərəyan geri dönüş yolunu təmin edəcək hissələrə bölünməmiş bərk təyyarələrdir.
Siqnal təbəqələrinin əksəriyyəti bu enerji mənbələri və ya yerin istinad müstəvisi təbəqələri arasında yerləşərək simmetrik və ya asimmetrik zolaqlı xətlər əmələ gətirir.Çox qatlı PCB-nin üst və alt təbəqələri adətən komponentləri və az miqdarda naqilləri yerləşdirmək üçün istifadə olunur.Bu siqnalların naqilləri naqillərin yaratdığı birbaşa radiasiyanı azaltmaq üçün çox uzun olmamalıdır.
2. Tək güc istinad müstəvisini təyin edin
Ayırma kondansatörlərinin istifadəsi enerji təchizatı bütövlüyünü həll etmək üçün vacib bir tədbirdir.Decoupling kondansatörləri yalnız PCB-nin yuxarı və aşağı hissəsində yerləşdirilə bilər.Ayırma kondansatörünün, lehim yastığının və çuxur keçidinin marşrutu ayırıcı kondansatorun təsirinə ciddi təsir göstərəcək, bunun üçün dizayn nəzərə alınmalıdır ki, ayırıcı kondansatör marşrutu mümkün qədər qısa və geniş olmalıdır və çuxura qoşulmuş naqil olmalıdır. həm də mümkün qədər qısa olun.Məsələn, yüksək sürətli rəqəmsal dövrədə, ayırıcı kondansatoru PCB-nin üst qatına yerləşdirmək, 2-ci qatı yüksək sürətli rəqəmsal dövrəyə (məsələn, prosessor kimi) güc qatı, 3-cü qat kimi təyin etmək mümkündür. siqnal təbəqəsi kimi, 4-cü isə yüksək sürətli rəqəmsal dövrə zəmini kimi.
Bundan əlavə, eyni yüksək sürətli rəqəmsal cihaz tərəfindən idarə olunan siqnal marşrutunun istinad müstəvisi ilə eyni güc qatını almasını təmin etmək lazımdır və bu güc qatı yüksək sürətli rəqəmsal cihazın enerji təchizatı təbəqəsidir.
3. Çoxgüclü istinad müstəvisini təyin edin
Çox güclü istinad təyyarəsi müxtəlif gərginliklərə malik bir neçə bərk bölgəyə bölünəcək.Siqnal təbəqəsi çox güc qatına bitişik olarsa, yaxınlıqdakı siqnal qatında siqnal cərəyanı qeyri-qənaətbəxş qayıdış yolu ilə qarşılaşacaq və bu, geri dönüş yolunda boşluqlara səbəb olacaqdır.
Yüksək sürətli rəqəmsal siqnallar üçün bu əsassız qayıdış yolunun dizaynı ciddi problemlərə səbəb ola bilər, ona görə də yüksək sürətli rəqəmsal siqnal naqillərinin çox güclü istinad müstəvisindən uzaq olması tələb olunur.
4.Çoxlu yer istinad təyyarələrini təyin edin
Çoxlu yer istinad təyyarələri (torpaqlama təyyarələri) ümumi rejimli EMl-ni azalda bilən yaxşı aşağı empedanslı cərəyan geri dönüş yolunu təmin edə bilər.Yer müstəvisi və güc müstəvisi sıx şəkildə birləşdirilməlidir və siqnal təbəqəsi bitişik istinad müstəvisinə sıx şəkildə birləşdirilməlidir.Buna təbəqələr arasında mühitin qalınlığını azaltmaqla nail olmaq olar.
5. Naqil birləşməsini ağlabatan dizayn edin
Siqnal yolu ilə əhatə olunan iki təbəqəyə "tel birləşməsi" deyilir.Ən yaxşı naqil birləşməsi bir istinad müstəvisindən digərinə axan geri cərəyandan qaçmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur, lakin bunun əvəzinə bir istinad müstəvisinin bir nöqtəsindən (üzündən) digərinə axır.Mürəkkəb naqilləri başa çatdırmaq üçün naqillərin interlayer çevrilməsi qaçılmazdır.Siqnal təbəqələr arasında çevrildikdə, geri cərəyan bir istinad müstəvisindən digərinə rəvan axması təmin edilməlidir.Dizaynda, bitişik təbəqələri məftil birləşməsi kimi nəzərdən keçirmək məqsədəuyğundur.
Bir siqnal yolunun bir neçə təbəqəni əhatə etməsi lazımdırsa, onu məftil birləşməsi kimi istifadə etmək ümumiyyətlə ağlabatan dizayn deyil, çünki bir neçə təbəqədən keçən bir yol geri dönən cərəyanlar üçün yamaq deyil.Yayı keçid çuxurunun yaxınlığında bir ayırıcı kondansatör yerləşdirməklə və ya istinad təyyarələri arasında mühitin qalınlığını azaltmaqla azaltmaq mümkün olsa da, bu yaxşı dizayn deyil.
6.Naqillərin istiqamətini təyin etmək
Naqillərin istiqaməti eyni siqnal qatına qoyulduqda, o, naqillərin əksəriyyətinin istiqamətlərinin ardıcıl olmasını təmin etməli və bitişik siqnal təbəqələrinin naqil istiqamətlərinə ortoqonal olmalıdır.Məsələn, bir siqnal təbəqəsinin naqil istiqaməti “Y oxu” istiqamətinə, digər bitişik siqnal təbəqəsinin naqil istiqaməti isə “X oxu” istiqamətinə təyin edilə bilər.
7. Abərabər lay quruluşunu qəbul etdi
Dizayn edilmiş PCB laminasiyasından məlum olur ki, klassik laminasiya dizaynı tək təbəqələrdən çox, demək olar ki, bütün cüt təbəqələrdən ibarətdir, bu fenomen müxtəlif amillərdən qaynaqlanır.
Çap dövrə platasının istehsal prosesindən bilə bilərik ki, dövrə lövhəsindəki bütün keçirici təbəqə əsas təbəqədə saxlanılır, əsas təbəqənin materialı ümumiyyətlə iki tərəfli örtük lövhəsidir, əsas təbəqədən tam istifadə edildikdə , çap dövrə lövhəsinin keçirici təbəqəsi bərabərdir
Hətta qatlı çap dövrə lövhələri də xərc üstünlüklərinə malikdir.Media və mis örtük qatının olmaması səbəbindən, PCB xammalının tək nömrəli təbəqələrinin dəyəri PCB-nin cüt təbəqələrinin qiymətindən bir qədər aşağıdır.Bununla belə, ODd-laylı PCB-nin emal dəyəri açıq-aşkar düz qatlı PCB-dən daha yüksəkdir, çünki ODd-laylı PCB-nin əsas təbəqə quruluşu prosesi əsasında qeyri-standart laminatlanmış əsas təbəqənin birləşdirilməsi prosesini əlavə etməsi lazımdır.Ümumi əsas təbəqə quruluşu ilə müqayisədə, əsas təbəqə strukturundan kənarda mis örtük əlavə etmək daha aşağı istehsal səmərəliliyinə və daha uzun istehsal dövrünə səbəb olacaqdır.Laminasiyadan əvvəl xarici nüvə təbəqəsi əlavə emal tələb edir ki, bu da xarici təbəqənin cızılması və səhv düşməsi riskini artırır.Artan xarici idarəetmə istehsal xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə artıracaq.
Çox qatlı dövrə bağlama prosesindən sonra çap dövrə lövhəsinin daxili və xarici təbəqələri soyuduqda, müxtəlif laminasiya gərginliyi çap dövrə lövhəsində müxtəlif dərəcədə əyilmələr yaradacaq.Və lövhənin qalınlığı artdıqca, iki fərqli quruluşa malik kompozit çaplı dövrə lövhəsinin əyilmə riski artır.Tək qatlı elektron lövhələri əymək asandır, cüt qatlı çap dövrə lövhələri isə əyilmənin qarşısını ala bilər.
Çap edilmiş dövrə lövhəsi tək sayda güc təbəqəsi və cüt sayda siqnal təbəqəsi ilə dizayn edilmişdirsə, güc qatlarının əlavə edilməsi üsulu qəbul edilə bilər.Başqa bir sadə üsul, digər Parametrləri dəyişdirmədən yığının ortasına torpaqlama qatını əlavə etməkdir.Yəni, PCB tək sayda təbəqəyə bağlanır və sonra ortada bir torpaqlama təbəqəsi təkrarlanır.
8. Xərclərin nəzərə alınması
İstehsal dəyəri baxımından, çox qatlı dövrə lövhələri eyni PCB sahəsi olan tək və iki qatlı dövrə lövhələrindən mütləq daha bahalıdır və təbəqələr nə qədər çox olarsa, xərc bir o qədər yüksəkdir.Bununla belə, dövrə funksiyalarının həyata keçirilməsini və elektron lövhənin miniatürləşdirilməsini nəzərdən keçirərkən, siqnal bütövlüyünü, EMl, EMC və digər performans göstəricilərini təmin etmək üçün mümkün qədər çox qatlı dövrə lövhələrindən istifadə edilməlidir.Ümumiyyətlə, çox qatlı dövrə lövhələri ilə tək qatlı və iki qatlı dövrə lövhələri arasındakı qiymət fərqi gözləniləndən çox deyil.