在PCB打樣過程中,層疊結(jié)構(gòu)的設(shè)計是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。它不僅關(guān)系到PCB的性能和穩(wěn)定性,還直接影響到生產(chǎn)成本和制造周期。本文將從PCB的兩個重要組成部分Core和Prepreg(半固態(tài)片,簡稱PP)出發(fā),深入探討PCB多層板的層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計的先決條件。

一、Core和PP的簡要介紹

Core是PCB多層板的核心組成部分,它的兩個表層都鋪有銅箔,可作為信號層、電源層、地層等導(dǎo)電層。Core的上、下表層之間填充的是固態(tài)材料,具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。而PP則是一種半固態(tài)的樹脂材料,表面不鋪銅箔,在PCB中起填充作用。PP的材質(zhì)比Core略軟一些,因此在制作多層板時,需配合使用Core和PP,一般在兩個Core之間應(yīng)選用PP作為填充物。

二、層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計的先決條件

在進(jìn)行PCB多層板的層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計時,需要預(yù)先獲取以下信息:單板總層數(shù):包括信號層、電源層、地層的數(shù)目。這些層數(shù)的確定需要根據(jù)單板尺寸、單板規(guī)模(如信號數(shù)目、電源種類等)以及EMC的要求進(jìn)行粗略估計。

2.jpg

單板厚度:單板厚度與導(dǎo)軌寬度有關(guān),同時也取決于總層數(shù)等因素。例如,14層以內(nèi)的單板厚度可以選擇為1.6mm,而16層以上的單板厚度需在2mm以上。在某些設(shè)計中,受限于導(dǎo)軌寬度,而單板總層數(shù)又不能減少,可以采取削邊的方式將單板與導(dǎo)軌接觸的區(qū)域削薄。

目標(biāo)阻抗:從信號完整性考慮,要求在信號傳輸路徑上實(shí)現(xiàn)阻抗的匹配。一般取單端信號對地阻抗為50Ω,而差分對信號間阻抗為100Ω。

PCB材質(zhì)的選擇:主要關(guān)注介電常數(shù)Er和材質(zhì)正切值tanδ。介電常數(shù)越大,則電磁場在該材質(zhì)中導(dǎo)通的能力越強(qiáng)。而材質(zhì)正切值tanδ越大,則信號的損耗越大。在高速電路設(shè)計中,應(yīng)盡量選擇Er和tanδ小的材質(zhì)。嘉立創(chuàng)提供的板材在介電常數(shù)和材質(zhì)正切值方面有著優(yōu)異的表現(xiàn),能夠滿足高速電路設(shè)計的需求。

三、層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計的后續(xù)步驟

確定信號層的數(shù)目:根據(jù)PCB上關(guān)鍵器件的擺放位置,打開PCB設(shè)計軟件的飛線顯示功能,可以粗略估計這些關(guān)鍵器件之間的信號線密度,以便對信號層的數(shù)目進(jìn)行評估。

評估所需電源層、地層的數(shù)目:根據(jù)電源的種類、信號層隔離的要求等,可以評估所需電源層、地層的數(shù)目。

選擇合適的Core和PP厚度:根據(jù)單板總層數(shù)和厚度要求,選擇合適的Core和PP厚度進(jìn)行搭配。

進(jìn)行阻抗設(shè)計:根據(jù)目標(biāo)阻抗要求,進(jìn)行阻抗設(shè)計,確保信號在傳輸路徑上實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。

考慮EMC性能:在層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計中,還需要考慮EMC性能的要求,通過合理的層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計來提高PCB的EMC性能。

綜上所述,PCB多層板的層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個復(fù)雜而細(xì)致的過程,需要綜合考慮多個因素。通過合理的層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以確保PCB的性能和穩(wěn)定性,同時降低生產(chǎn)成本和制造周期。

審核編輯 黃宇