16-слойните печатни платки осигуряват сложността и гъвкавостта, изисквани от съвременните електронни устройства. Умелото проектиране и избор на последователности на подреждане и методи за междуслойно свързване са от решаващо значение за постигане на оптимална производителност на платката. В тази статия ще разгледаме съображения, насоки и най-добри практики, за да помогнем на дизайнерите и инженерите да създадат ефективни и надеждни 16-слойни платки.

1. Разбиране на основите на последователността на подреждане на 16-слойни печатни платки

1.1 Определение и предназначение на реда на подреждане

Последователността на подреждане се отнася до подредбата и реда, в който материали като мед и изолационни слоеве са ламинирани заедно, за да образуват многослойна платка. Последователността на подреждане определя разположението на сигналните слоеве, силовите слоеве, заземяващите слоеве и други важни компоненти в стека.
Основната цел на последователността на подреждане е да се постигнат необходимите електрически и механични свойства на платката. Той играе жизненоважна роля при определянето на импеданса на платката, целостта на сигнала, разпределението на мощността, управлението на топлината и осъществимостта на производството. Последователността на подреждане също влияе върху цялостната производителност, надеждност и технологичност на платката.

1.2 Фактори, влияещи върху дизайна на последователността на подреждане: Има няколко фактора, които трябва да се вземат предвид при проектирането на последователността на подреждане на

16-слойна печатна платка:

а) Електрически съображения:Оформлението на сигналните, захранващите и заземителните равнини трябва да бъде оптимизирано, за да се осигури подходяща цялост на сигнала, контрол на импеданса и намаляване на електромагнитните смущения.
b) Топлинни съображения:Поставянето на захранващи и заземяващи равнини и включването на термични отвори спомагат за ефективното разсейване на топлината и поддържането на оптимална работна температура на компонента.
в) Производствени ограничения:Избраната последователност на подреждане трябва да вземе предвид възможностите и ограниченията на производствения процес на печатни платки, като наличност на материал, брой слоеве, пропорция на пробиване,и точност на подравняване.
г) Оптимизиране на разходите:Изборът на материали, брой слоеве и сложност на подреждането трябва да съответстват на бюджета на проекта, като същевременно се гарантира изискваната производителност и надеждност.

1.3 Често срещани типове последователности за подреждане на 16-слойни платки: Има няколко общи последователности за подреждане на 16-слойни

PCB, в зависимост от желаната производителност и изисквания. Някои често срещани примери включват:

а) Симетрична последователност на подреждане:Тази последователност включва поставяне на сигнални слоеве симетрично между захранващите и заземяващите слоеве, за да се постигне добра цялост на сигнала, минимално пресичане и балансирано разсейване на топлината.
б) Последователна последователност на подреждане:В тази последователност сигналните слоеве са последователно между захранващия и заземяващия слой. Той осигурява по-голям контрол върху подреждането на слоевете и е полезен за изпълнение на специфични изисквания за цялост на сигнала.
в) Смесен ред на подреждане:Това включва комбинация от симетрични и последователни редове на подреждане. Позволява персонализиране и оптимизиране на оформлението за специфични части на дъската.
г) Чувствителна към сигнала последователност на подреждане:Тази последователност поставя чувствителните сигнални слоеве по-близо до заземената равнина за по-добра устойчивост на шум и изолация.

2. Основни съображения за избор на последователност за подреждане на 16 слоя PCB:

2.1 Съображения за целостта на сигнала и мощността:

Последователността на подреждане има значително влияние върху целостта на сигнала и целостта на захранването на платката. Правилното разположение на равнините за сигнал и захранване/заземяване е от решаващо значение за минимизиране на риска от изкривяване на сигнала, шум и електромагнитни смущения. Основните съображения включват:

а) Разположение на сигналния слой:Високоскоростните сигнални слоеве трябва да бъдат разположени близо до заземителната равнина, за да осигурят обратен път с ниска индуктивност и да минимизират свързването на шума. Сигналните слоеве също трябва да бъдат внимателно разположени, за да се сведе до минимум изкривяването на сигнала и съвпадението по дължина.
б) Разпределение на силовата равнина:Последователността на подреждане трябва да гарантира адекватно разпределение на равнината на мощността, за да поддържа целостта на мощността. Достатъчно захранващи и заземяващи равнини трябва да бъдат стратегически разположени, за да се сведат до минимум паданията на напрежението, прекъсванията на импеданса и свързването на шума.
в) Разделителни кондензатори:Правилното разполагане на разделителните кондензатори е от решаващо значение за осигуряване на адекватен трансфер на мощност и минимизиране на шума от захранването. Последователността на подреждане трябва да осигурява близост и близост на отделящите кондензатори до захранващите и заземяващите равнини.

2.2 Топлинно управление и разсейване на топлината:

Ефективното термично управление е от решаващо значение за осигуряване на надеждност и производителност на платките. Последователността на подреждане трябва да вземе предвид правилното разположение на захранващите и заземяващите равнини, термичните отвори и други охлаждащи механизми. Важните съображения включват:

а) Разпределение на силовата равнина:Адекватното разпределение на мощността и заземяващите равнини в стека помага за насочване на топлината далеч от чувствителните компоненти и осигурява равномерно разпределение на температурата в платката.
b) Термични отвори:Последователността на подреждане трябва да позволява ефективно поставяне на термични отвори, за да се улесни разсейването на топлината от вътрешния слой към външния слой или радиатор. Това помага за предотвратяване на локализирани горещи точки и осигурява ефективно разсейване на топлината.
в) Разположение на компонентите:Последователността на подреждане трябва да вземе предвид разположението и близостта на нагревателните компоненти, за да се избегне прегряване. Трябва също да се има предвид правилното подравняване на компонентите с охлаждащи механизми, като радиатори или вентилатори.

2.3 Производствени ограничения и оптимизация на разходите:

Последователността на подреждане трябва да вземе предвид производствените ограничения и оптимизирането на разходите, тъй като те играят важна роля за осъществимостта и достъпността на дъската. Съображенията включват:

а) Наличност на материали:Избраната последователност на подреждане трябва да съответства на наличието на материали и тяхната съвместимост с избрания процес на производство на печатни платки.
б) Брой слоеве и сложност:Последователността на подреждане трябва да бъде проектирана в рамките на ограниченията на избрания процес на производство на печатни платки, като се вземат предвид фактори като брой слоеве, съотношение на пробивните аспекти и точност на подравняване.
в) Оптимизиране на разходите:Последователността на подреждане трябва да оптимизира използването на материали и да намали сложността на производството, без да компрометира изискваната производителност и надеждност. Тя трябва да има за цел да минимизира разходите, свързани с материалните отпадъци, сложността на процеса и монтажа.

2.4 Подравняване на слоя и пресичане на сигнала:

Последователността на подреждане трябва да адресира проблемите с подравняването на слоевете и да сведе до минимум пресичането на сигнала, което може да повлияе отрицателно на целостта на сигнала. Важните съображения включват:

а) Симетрично подреждане:Симетричното подреждане на сигналните слоеве между захранващия и заземяващия слой спомага за минимизиране на свързването и намаляване на кръстосаните смущения.
b) Диференциално маршрутизиране на двойки:Последователността на подреждане трябва да позволи на слоевете на сигнала да бъдат правилно подравнени за ефективно маршрутизиране на високоскоростни диференциални сигнали. Това помага да се поддържа целостта на сигнала и да се минимизират кръстосаните смущения.
c) Разделяне на сигнала:Последователността на подреждане трябва да вземе предвид разделянето на чувствителни аналогови и цифрови сигнали, за да се намалят кръстосаните смущения и смущенията.

2.5 Контрол на импеданса и RF/микровълнова интеграция:

За радиочестотни/микровълнови приложения последователността на подреждане е от решаващо значение за постигане на подходящ контрол на импеданса и интеграция. Основните съображения включват:

а) Контролиран импеданс:Последователността на подреждане трябва да позволява проектиране на контролиран импеданс, като се вземат предвид фактори като ширина на следата, дебелина на диелектрика и разположение на слоевете. Това гарантира правилното разпространение на сигнала и съвпадение на импеданса за RF/микровълнови сигнали.
b) Разположение на сигналния слой:RF/микровълновите сигнали трябва да бъдат разположени стратегически близо до външния слой, за да се минимизират смущенията от други сигнали и да се осигури по-добро разпространение на сигнала.
в) RF екраниране:Последователността на подреждане трябва да включва правилно поставяне на заземяване и екраниращи слоеве за изолиране и защита на RF/микровълнови сигнали от смущения.

3. Методи за свързване на междинен слой

3.1 Проходни дупки, слепи дупки и заровени дупки:

Vias се използват широко в дизайна на печатни платки (PCB) като средство за свързване на различни слоеве. Те са пробити през всички слоеве на печатната платка и са покрити, за да осигурят електрическа непрекъснатост. Проходните отвори осигуряват силна електрическа връзка и са относително лесни за правене и ремонт. Въпреки това, те изискват по-големи размери на боркорона, които заемат ценно място на печатната платка и ограничават възможностите за маршрутизиране.
Слепите и скритите отвори са алтернативни методи за междуслойно свързване, които предлагат предимства при използване на пространството и гъвкавост при маршрутизиране.
Слепите отвори са пробити от повърхността на печатната платка и завършват във вътрешните слоеве, без да преминават през всички слоеве. Те позволяват връзки между съседни слоеве, като оставят по-дълбоките слоеве незасегнати. Това позволява по-ефективно използване на пространството на дъската и намалява броя на пробитите отвори. Заровените отвори, от друга страна, са дупки, които са напълно затворени във вътрешните слоеве на печатната платка и не се простират до външните слоеве. Те осигуряват връзки между вътрешните слоеве, без да засягат външните слоеве. Вкопаните отвори имат по-големи предимства за спестяване на пространство от проходните отвори и слепите отвори, защото не заемат място във външния слой.
Изборът на проходни отвори, слепи отвори и заровени отвори зависи от специфичните изисквания на дизайна на печатната платка. Проходните отвори обикновено се използват в по-прости конструкции или там, където здравината и възможността за ремонт са от първостепенно значение. При проекти с висока плътност, където пространството е критичен фактор, като преносими устройства, смартфони и лаптопи, се предпочитат слепите и скритите отвори.

3.2 Микропори иHDI технология:

Microvias са отвори с малък диаметър (обикновено по-малко от 150 микрона), които осигуряват междинни връзки с висока плътност в печатни платки. Те предлагат значителни предимства в миниатюризацията, целостта на сигнала и гъвкавостта на маршрутизирането.
Микроотверстията могат да бъдат разделени на два типа: микроотверстия с проходни отвори и слепи микроотверстия. Microvias са конструирани чрез пробиване на отвори от горната повърхност на печатната платка и преминаване през всички слоеве. Слепите микроотверстия, както подсказва името, се простират само до определени вътрешни слоеве и не проникват във всички слоеве.
Взаимното свързване с висока плътност (HDI) е технология, която използва микроотверждения и усъвършенствани производствени техники за постигане на по-висока плътност и производителност на веригата. HDI технологията позволява поставянето на по-малки компоненти и по-стегнато маршрутизиране, което води до по-малки форм фактори и по-висока цялост на сигнала. Технологията HDI предлага няколко предимства пред традиционната PCB технология по отношение на миниатюризация, подобрено разпространение на сигнала, намалено изкривяване на сигнала и подобрена функционалност. Позволява многослойни дизайни с множество микроотверстия, като по този начин се скъсяват дължините на междусистемните връзки и се намалява паразитният капацитет и индуктивност.
HDI технологията също така позволява използването на модерни материали като високочестотни ламинати и тънки диелектрични слоеве, които са критични за RF/микровълнови приложения. Осигурява по-добър контрол на импеданса, намалява загубата на сигнал и осигурява надеждно високоскоростно предаване на сигнала.

3.3 Материали и процеси за свързване на междинен слой:

Изборът на материали и техники за свързване на междинни слоеве е от решаващо значение за осигуряване на добри електрически характеристики, механична надеждност и технологичност на печатни платки. Някои често използвани материали и техники за свързване на междинни слоеве са:

а) Мед:Медта се използва широко в проводими слоеве и отвори на печатни платки поради отличната си проводимост и възможност за запояване. Обикновено се поставя върху отвора, за да осигури надеждна електрическа връзка.
б) запояване:Техниките на запояване, като запояване с вълна или запояване с препълване, често се използват за осъществяване на електрически връзки между проходни отвори на печатни платки и други компоненти. Нанесете спояваща паста върху отвора и нагрейте, за да разтопите спойката и да образувате надеждна връзка.
в) галванопластика:Техники за галванопластика, като безелектролитно медно покритие или електролитна мед, се използват за покриване на отвори, за да се подобри проводимостта и да се осигурят добри електрически връзки.
г) Свързване:Техниките на свързване, като свързване с лепило или термокомпресионно свързване, се използват за свързване на слоести структури заедно и създаване на надеждни взаимовръзки.
д) диелектричен материал:Изборът на диелектричен материал за печатни платки е от решаващо значение за междуслойните връзки. Високочестотни ламинати като FR-4 или Rogers ламинати често се използват за осигуряване на добра цялост на сигнала и минимизиране на загубата на сигнал.

3.4 Дизайн и значение на напречното сечение:

Дизайнът на напречното сечение на стека на печатни платки определя електрическите и механичните свойства на връзките между слоевете. Основните съображения за проектиране на напречно сечение включват:

а) Подреждане на слоевете:Подреждането на сигналните, захранващите и заземителните равнини в стека на печатни платки влияе върху целостта на сигнала, целостта на захранването и електромагнитните смущения (EMI). Правилното разполагане и подравняване на сигналните слоеве със захранващите и заземяващите равнини спомага за минимизиране на свързването на шума и осигурява обратни пътища с ниска индуктивност.
б) Контрол на импеданса:Дизайнът на напречното сечение трябва да вземе предвид изискванията за контролиран импеданс, особено за високоскоростни цифрови или RF/микровълнови сигнали. Това включва подходящ избор на диелектрични материали и дебелини за постигане на желания характерен импеданс.
в) Термично управление:Дизайнът на напречното сечение трябва да вземе предвид ефективното разсейване на топлината и управлението на топлината. Правилното разполагане на захранващи и заземяващи равнини, термични отвори и компоненти с охлаждащи механизми (като радиатори) спомагат за разсейването на топлината и поддържането на оптимални работни температури.
d) Механична надеждност:Проектирането на секцията трябва да вземе предвид механичната надеждност, особено в приложения, които могат да бъдат подложени на термични цикли или механично напрежение. Правилният подбор на материали, техники за свързване и конфигурация на подреждане помагат да се гарантира структурната цялост и издръжливост на печатната платка.

4. Насоки за проектиране на 16-слойна печатна платка

4.1 Разпределение и разпределение на слоевете:

Когато проектирате 16-слойна платка, е важно внимателно да разпределите и разпределите слоевете, за да оптимизирате производителността и целостта на сигнала. Ето някои насоки за разпределение на нива
и разпространение:

Определете необходимия брой сигнални слоеве:
Помислете за сложността на дизайна на веригата и броя на сигналите, които трябва да бъдат маршрутизирани. Разпределете достатъчно слоеве на сигнала, за да поемете всички необходими сигнали, като осигурите подходящо пространство за маршрутизиране и избягване на прекомернозадръстване. Задайте наземни и захранващи равнини:
Задайте най-малко два вътрешни слоя към наземни и захранващи равнини. Заземителната равнина помага да се осигури стабилна референция за сигнали и минимизира електромагнитните смущения (EMI). Захранващата равнина осигурява електроразпределителна мрежа с нисък импеданс, която спомага за минимизиране на спадовете на напрежението.
Отделни чувствителни сигнални слоеве:
В зависимост от приложението може да е необходимо да се разделят чувствителните или високоскоростните сигнални слоеве от шумните или високомощните слоеве, за да се предотвратят смущения и кръстосани смущения. Това може да стане чрез поставяне на специални заземяващи или захранващи равнини между тях или използване на изолационни слоеве.
Равномерно разпределете сигналните слоеве:
Разпределете слоевете на сигнала равномерно в подреждането на платката, за да минимизирате свързването между съседни сигнали и да поддържате целостта на сигнала. Избягвайте да поставяте сигнални слоеве един до друг в една и съща област на наслагване, за да сведете до минимум кръстосаните смущения между слоевете.
Помислете за високочестотни сигнали:
Ако вашият дизайн съдържа високочестотни сигнали, обмислете поставянето на високочестотните сигнални слоеве по-близо до външните слоеве, за да сведете до минимум ефектите от предавателната линия и да намалите закъсненията при разпространение.

4.2 Маршрутизиране и маршрутизиране на сигнала:

Маршрутизирането и дизайнът на трасирането на сигнала са от решаващо значение за осигуряване на правилна цялост на сигнала и минимизиране на смущенията. Ето някои насоки за оформление и маршрутизиране на сигнала на 16-слойни платки:

Използвайте по-широки следи за сигнали с голям ток:
За сигнали, които носят голям ток, като захранване и заземяване, използвайте по-широки канали, за да сведете до минимум съпротивлението и спада на напрежението.
Съответстващ импеданс за високоскоростни сигнали:
За високоскоростни сигнали се уверете, че импедансът на проследяването съответства на характеристичния импеданс на предавателната линия, за да предотвратите отражения и затихване на сигнала. Използвайте техники за проектиране на контролиран импеданс и правилни изчисления на ширината на следите.
Намалете до минимум дължините на следите и точките на пресичане:
Дръжте дължината на следите възможно най-къса и намалете броя на точките на пресичане, за да намалите паразитния капацитет, индуктивност и смущения. Оптимизирайте разположението на компонентите и използвайте специални слоеве за маршрутизиране, за да избегнете дълги, сложни следи.
Отделни високоскоростни и нискоскоростни сигнали:
Разделете високоскоростните и нискоскоростните сигнали, за да минимизирате въздействието на шума върху високоскоростните сигнали. Поставете високоскоростни сигнали върху специални сигнални слоеве и ги дръжте далеч от високомощни или шумни компоненти.
Използвайте диференциални двойки за високоскоростни сигнали:
За да минимизирате шума и да поддържате целостта на сигнала за високоскоростни диференциални сигнали, използвайте диференциални техники за маршрутизиране на двойки. Поддържайте съвпадение на импеданса и дължината на диференциалните двойки, за да предотвратите изкривяване на сигнала и пресичане.

4.3 Наземен слой и разпределение на силовия слой:

Правилното разпределение на заземяването и захранващите равнини е от решаващо значение за постигане на добро захранване и намаляване на електромагнитните смущения. Ето някои насоки за присвояване на заземяване и захранваща равнина на 16-слойни платки:

Разпределете специални наземни и захранващи равнини:
Разпределете поне два вътрешни слоя за специални наземни и захранващи равнини. Това спомага за минимизиране на земните контури, намаляване на EMI и осигурява обратен път с нисък импеданс за високочестотни сигнали.
Отделни цифрови и аналогови наземни равнини:
Ако проектът има цифрови и аналогови секции, препоръчително е да има отделни земни равнини за всяка секция. Това спомага за минимизиране на свързването на шума между цифровата и аналоговата секции и подобрява целостта на сигнала.
Поставете земните и захранващите равнини близо до сигналните равнини:
Поставете заземяващите и захранващите равнини близо до сигналните равнини, които захранват, за да минимизирате зоната на веригата и да намалите прихващането на шума.
Използвайте няколко отвора за мощностни самолети:
Използвайте множество отвори, за да свържете захранващи равнини, за да разпределите равномерно мощността и да намалите импеданса на захранващите равнини. Това спомага за минимизиране на спадовете на захранващото напрежение и подобрява целостта на захранването.
Избягвайте тесни шийки в силовите самолети:
Избягвайте тесни гърловини в захранващите равнини, тъй като те могат да причинят струпване на ток и да увеличат съпротивлението, което води до спадове на напрежението и неефективност на захранващите равнини. Използвайте силни връзки между различни области на равнината на захранване.

4.4 Поставяне на термична подложка и отвор:

Правилното разположение на термичните подложки и отворите е от решаващо значение за ефективното разсейване на топлината и предотвратяването на прегряване на компонентите. Ето някои насоки за термична подложка и поставяне на via върху 16-слойни платки:

Поставете термична подложка под компоненти, генериращи топлина:
Идентифицирайте компонента, генериращ топлина (като усилвател на мощност или IC с висока мощност) и поставете термоподложката директно под него. Тези термични подложки осигуряват директен термичен път за пренос на топлина към вътрешния термичен слой.
Използвайте множество термични отвори за разсейване на топлината:
Използвайте множество термични отвори, за да свържете термичния слой и външния слой, за да осигурите ефективно разсейване на топлината. Тези отвори могат да бъдат поставени в шахматна схема около термичната подложка, за да се постигне равномерно разпределение на топлината.
Помислете за топлинния импеданс и подреждането на слоевете:
Когато проектирате топлинни отвори, вземете под внимание термичния импеданс на материала на платката и подреждането на слоевете. Оптимизирайте размера на отвора и разстоянието, за да минимизирате термичното съпротивление и да увеличите максимално разсейването на топлината.

4.5 Поставяне на компоненти и цялост на сигнала:

Правилното разположение на компонентите е от решаващо значение за поддържане на целостта на сигнала и минимизиране на смущенията. Ето някои насоки за поставяне на компоненти върху 16-слойна платка:

Компоненти, свързани с групата:
Групирайте свързани компоненти, които са част от една и съща подсистема или имат силни електрически взаимодействия. Това намалява дължината на следата и минимизира затихването на сигнала.
Дръжте високоскоростните компоненти близо до:
Поставете високоскоростни компоненти, като високочестотни осцилатори или микроконтролери, близо един до друг, за да сведете до минимум дължините на следите и да осигурите подходяща цялост на сигнала.
Минимизиране на дължината на трасирането на критични сигнали:
Минимизирайте дължината на следата на критичните сигнали, за да намалите забавянето на разпространението и затихването на сигнала. Поставете тези компоненти възможно най-близо.
Отделни чувствителни компоненти:
Отделете чувствителните към шум компоненти, като аналогови компоненти или сензори с ниско ниво, от високомощни или шумни компоненти, за да минимизирате смущенията и да поддържате целостта на сигнала.
Помислете за отделяне на кондензатори:
Поставете отделящите кондензатори възможно най-близо до захранващите щифтове на всеки компонент, за да осигурите чиста мощност и да минимизирате колебанията на напрежението. Тези кондензатори помагат за стабилизиране на захранването и намаляват свързването на шума.

5. Инструменти за симулация и анализ за Stack-Up дизайн

5.1 Софтуер за 3D моделиране и симулация:

Софтуерът за 3D моделиране и симулация е важен инструмент за проектиране на стекове, защото позволява на дизайнерите да създават виртуални представяния на стекове на печатни платки. Софтуерът може да визуализира слоеве, компоненти и техните физически взаимодействия. Чрез симулиране на подреждането, дизайнерите могат да идентифицират потенциални проблеми като пресичане на сигнала, EMI и механични ограничения. Той също така помага да се провери разположението на компонентите и да се оптимизира цялостният дизайн на печатни платки.

5.2 Инструменти за анализ на целостта на сигнала:

Инструментите за анализ на целостта на сигнала са от решаващо значение за анализиране и оптимизиране на електрическата производителност на печатни платки. Тези инструменти използват математически алгоритми за симулиране и анализиране на поведението на сигнала, включително управление на импеданса, отражения на сигнала и свързване на шума. Чрез извършване на симулация и анализ дизайнерите могат да идентифицират потенциални проблеми с целостта на сигнала в началото на процеса на проектиране и да направят необходимите корекции, за да осигурят надеждно предаване на сигнала.

5.3 Инструменти за термичен анализ:

Инструментите за термичен анализ играят важна роля в дизайна на стекап чрез анализиране и оптимизиране на термичното управление на печатни платки. Тези инструменти симулират разсейване на топлината и разпределение на температурата във всеки слой на стека. Чрез точно моделиране на разсейването на мощността и пътищата на пренос на топлина, дизайнерите могат да идентифицират горещи точки, да оптимизират разположението на медните слоеве и термичните отвори и да осигурят правилно охлаждане на критичните компоненти.

5.4 Проектиране за технологичност:

Дизайнът за технологичност е важен аспект на дизайна на стекап. Налични са различни софтуерни инструменти, които могат да помогнат да се гарантира, че избраният стек може да бъде произведен ефективно. Тези инструменти осигуряват обратна връзка относно осъществимостта на постигането на желаното подреждане, като се вземат предвид фактори като наличност на материал, дебелина на слоя, производствен процес и производствени разходи. Те помагат на дизайнерите да вземат информирани решения за оптимизиране на подреждането, за да опростят производството, да намалят риска от забавяния и да увеличат добивите.

6. Процес на проектиране стъпка по стъпка за 16-слойни печатни платки

6.1 Събиране на първоначални изисквания:

В тази стъпка съберете всички необходими изисквания за дизайн на 16-слойна печатна платка. Разберете функционалността на печатната платка, необходимите електрически характеристики, механичните ограничения и всички специфични насоки или стандарти за проектиране, които трябва да се следват.

6.2 Разпределение и подреждане на компонентите:

Съгласно изискванията, разпределете компонентите на печатната платка и определете тяхното разположение. Обмислете фактори като цялост на сигнала, термични съображения и механични ограничения. Групирайте компонентите въз основа на електрическите характеристики и ги разположете стратегически върху платката, за да минимизирате смущенията и да оптимизирате потока на сигнала.

6.3 Дизайн на стека и разпределение на слоевете:

Определете дизайна на стека за 16-слойната печатна платка. Помислете за фактори като диелектрична константа, топлопроводимост и цена, за да изберете подходящия материал. Задайте равнини за сигнал, захранване и заземяване според електрическите изисквания. Поставете заземяването и захранващите равнини симетрично, за да осигурите балансиран стек и да подобрите целостта на сигнала.

6.4 Маршрутизиране на сигнала и оптимизиране на маршрутизирането:

В тази стъпка следите на сигнала се насочват между компонентите, за да се осигури правилен контрол на импеданса, цялост на сигнала и минимизиране на пресичането на сигнала. Оптимизирайте маршрутизирането, за да минимизирате дължината на критичните сигнали, избягвайте пресичането на чувствителни следи и поддържайте разделяне между високоскоростни и нискоскоростни сигнали. Използвайте диференциални двойки и техники за маршрутизиране с контролиран импеданс, когато е необходимо.

6.5 Връзки между слоеве и чрез поставяне:

Планирайте разположението на свързващите отвори между слоевете. Определете подходящия тип проход, като проходен отвор или глух отвор, въз основа на преходите на слоевете и връзките на компонентите. Оптимизирайте чрез оформление, за да минимизирате отраженията на сигнала, прекъсванията на импеданса и да поддържате равномерно разпределение върху печатната платка.

6.6 Окончателна проверка на проекта и симулация:

Преди производството се извършва окончателна проверка на дизайна и симулации. Използвайте инструменти за симулация, за да анализирате дизайна на печатни платки за целостта на сигнала, целостта на захранването, термичното поведение и възможността за производство. Проверете дизайна спрямо първоначалните изисквания и направете необходимите корекции, за да оптимизирате производителността и да осигурите технологичност.
Сътрудничете и общувайте с други заинтересовани страни като електроинженери, машинни инженери и производствени екипи по време на процеса на проектиране, за да гарантирате, че всички изисквания са изпълнени и потенциалните проблеми са разрешени. Редовно преглеждайте и итерирайте дизайните, за да включите обратна връзка и подобрения.

7. Най-добри практики в индустрията и казуси от практиката

7.1 Успешни случаи на 16-слоен дизайн на печатни платки:

Казус 1:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. успешно проектира 16-слойна печатна платка за високоскоростно мрежово оборудване. Чрез внимателно разглеждане на целостта на сигнала и разпределението на мощността, те постигат превъзходна производителност и минимизират електромагнитните смущения. Ключът към техния успех е напълно оптимизиран стек-ъп дизайн, използващ технология за маршрутизиране с контролиран импеданс.

Казус 2:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. проектира 16-слойна печатна платка за сложно медицинско устройство. Чрез използването на комбинация от компоненти за повърхностен монтаж и през отвори, те постигнаха компактен, но мощен дизайн. Внимателното разположение на компонентите и ефективното маршрутизиране гарантират отлична цялост и надеждност на сигнала.

7.2 Учете се от провалите и избягвайте капаните:

Казус 1:Някои производители на печатни платки се сблъскаха с проблеми с целостта на сигнала в 16-слойния дизайн на печатни платки на комуникационно оборудване. Причините за неуспеха бяха недостатъчно отчитане на контрола на импеданса и липса на правилно разпределение на заземената равнина. Наученият урок е внимателно да се анализират изискванията за цялост на сигнала и да се наложат стриктни указания за проектиране на контрол на импеданса.

Казус 2:Някои производители на печатни платки са изправени пред производствени предизвикателства с 16-слойната печатна платка поради сложността на дизайна. Прекомерната употреба на слепи отвори и гъсто опаковани компоненти води до производствени и монтажни трудности. Наученият урок е да се постигне баланс между сложността на дизайна и възможността за производство, предвид възможностите на избрания производител на печатни платки.

За да избегнете клопки и клопки в дизайна на 16-слойна печатна платка, е от решаващо значение да:

a. Задълбочено разбиране на изискванията и ограниченията на дизайна.
b. Подредени конфигурации, които оптимизират целостта на сигнала и разпределението на мощността. c.Внимателно разпределете и подредете компонентите, за да оптимизирате производителността и да опростите производството.
d. Осигурете правилни техники за маршрутизиране, като контролиране на импеданса и избягване на прекомерното използване на слепи отвори.
д. Сътрудничество и ефективна комуникация с всички заинтересовани страни, участващи в процеса на проектиране, включително електрически и механични инженери и производствени екипи.
f. Извършете цялостна проверка на дизайна и симулация, за да идентифицирате и коригирате потенциални проблеми преди производството.