Stablestrukturen for trykte kredsløb er en nøglefaktor, der bestemmer dens ydeevne. Fra simple dobbelt-sidede tavler til komplekse fler-lagskort er stabling af trykte printkort som at bygge rammerne for en printpladebygning, der bærer vigtige funktioner såsom signaltransmission, strømfordeling, elektromagnetisk afskærmning osv., hvilket dybt påvirker stabiliteten og pålideligheden af elektroniske enheder.
1, Det grundlæggende koncept og sammensætning af trykte kredsløbsstabling
stabling af trykte kredsløb er i det væsentlige stabling og kombination af lag på et trykt kredsløb. Et komplet printkort består normalt af et signallag, et effektlag, et jordlag og et isolerende dielektrisk lag. Signallaget er som en "motorvej" til informationstransmission, ansvarlig for at bære transmissionen af elektroniske signaler; Strømlaget giver stabil strømstøtte til elektroniske komponenter på printkortet; Som referencepotentiale for signaler konstruerer jordingslaget ikke kun et stabilt kredsløb til signaltransmission, men skærmer også effektivt elektromagnetisk interferens; Det isolerende dielektriske lag fungerer som en robust "isolationsvæg", der adskiller de ledende lag for at forhindre kortslutninger og sikre, at de ikke forstyrrer hinanden.
Tager man den almindelige 4-lags plade som et eksempel, består en typisk stablet struktur af et toplag (signallag), et andet lag (jordlag), et tredje lag (kraftlag) og et bundlag (signallag). Denne struktur kan opfylde grundlæggende krav i nogle kredsløb, der ikke kræver høj ydeevne. Men med udviklingen af elektroniske enheder mod høj hastighed og kompleksitet, er printkort med 6, 8 eller endnu flere lag gradvist blevet mainstream. Flere lag betyder mere rigelig ledningsplads, mere stabil strømfordeling og bedre signalintegritetsbeskyttelse.
2, Hvert lags rolle i stabling af trykte kredsløb
1. Signallag
Signallaget er kernebæreren af trykte kredsløbskort til implementering af kredsløbsfunktioner, ansvarlig for at transmittere forskellige elektriske signaler. I kredsløb med høj-hastighed påvirker signallagets ydeevne direkte signalintegriteten. For at reducere ekstern interferens placeres højhastighedssignaler normalt i signallaget nær jordlaget ved at udnytte jordlagets afskærmningsegenskaber til at reducere virkningen af elektromagnetisk interferens på signalet. Samtidig er ledningsretningen af signallaget også afgørende, og det er nødvendigt at undgå lang-parallel ledning og retvinklet ledning for at forhindre signalrefleksion og krydstale. For eksempel i høj-datatransmissionsgrænseflader som USB 3.0, er præcis layout af signallaget afgørende for at sikre korrekt datatransmission.
2. Strømlag
Strømlagets kerneopgave er at levere stabil strøm til de elektroniske komponenter på printkortet. I printkort med flere-lag kan et specielt designet strømlag adskille strømkilder med forskellige spændingsniveauer for at undgå gensidig interferens. Effektlaget er tæt op ad jordlaget, og ved at reducere afstanden mellem de to kan impedansen af effektplanet reduceres, effektfordelingseffektiviteten kan forbedres, og strømstøj kan reduceres. Derudover skal strømlaget være korrekt opdelt og isoleret for at sikre, at forskellige funktionelle moduler kan modtage stabil og ikke-interfererende strømforsyning. Ligesom et computerbundkort er det afhængigt af strømlaget for at give stabil strøm til forskellige komponenter såsom CPU, grafikkort og hukommelse, hvilket sikrer normal drift af hver komponent.
3. Jordende lag
Jordingslaget spiller flere vigtige roller i stabling af printkort. Det giver et stabilt referencepotentiale for signaltransmission, hvilket sikrer nøjagtig transmission og modtagelse af signaler; Dens fremragende afskærmningsydeevne kan effektivt blokere ekstern elektromagnetisk interferens fra at invadere det indre af printkortet, mens den reducerer den elektromagnetiske stråling fra selve printkortet og forbedrer den elektromagnetiske kompatibilitet; Derudover giver jordingslaget også en returvej med lav impedans til strømlaget, hvilket yderligere reducerer strømstøj. I design er jordingslaget ofte lagt med kobber over et stort område for at reducere jordingsmodstanden og forbedre jordingseffektiviteten. Inden for områder som medicinsk elektronisk udstyr og rumfartsudstyr, der kræver ekstrem høj elektromagnetisk kompatibilitet, er jordingslagets rolle særlig vigtig.
4. Isolering dielektrisk lag
Det isolerende dielektriske lag er placeret mellem hvert ledende lag, og dets hovedfunktion er at opnå elektrisk isolering og forhindre kortslutninger mellem forskellige ledende lag. Materialeegenskaberne har en væsentlig indflydelse på den elektriske ydeevne af trykte kredsløb. Almindelige isoleringsmaterialer omfatter epoxyharpiks, polytetrafluorethylen osv. Dielektrisk konstant og dielektrisk tabsvinkel for forskellige materialer varierer, og disse parametre kan påvirke transmissionshastigheden og tabet af signaler. I højhastighedskredsløb vælges isolerende dielektriske materialer med lav dielektrisk konstant og lille dielektrisk tabsvinkel normalt for at reducere signaltransmissionsforsinkelse og -tab og sikre signalintegritet.
3, Typiske stablingsskemaer for printkort med forskellige lag
4 lags bord
4-lagstavle er en grundlæggende flerlagstavlestruktur med almindelige stableskemaer, herunder toplag (signallag), andet lag (grundlag), tredje lag (powerlag) og bundlag (signallag). Denne struktur er velegnet til kredsløb, der ikke kræver høj ydeevne, såsom simple forbrugerelektronikprodukter, partielle kredsløbskort til industrielt styreudstyr osv. Men i 4-lags kortet er ledningspladsen i signallaget begrænset, og omhyggelig planlægning af ledningsretningen er påkrævet for at undgå signalinterferens.
6 lags bord
Sammenlignet med 4-lagskortet øger 6-lagskortet ledningsplads og strøm- og jordlag. Det almindelige stableskema inkluderer det øverste lag (signallag), andet lag (jordlag), tredje lag (signallag), fjerde lag (energilag), femte lag (jordlag) og bundlag (signallag). Denne struktur kan bedre opfylde behovene for moderat komplekse kredsløb, såsom smartphone-bundkort, nogle netværksenhedskredsløb osv. I 6-lags kortet kan højhastighedssignaler arrangeres i signallaget nær jordlaget i midten for at forbedre signalintegriteten.
8 lags bord
8--lagskortet har rigere stablingskombinationer, som kan give god ydeevneunderstøttelse til komplekse kredsløb. Almindelige stablingsskemaer omfatter toplag (signallag), andet lag (grundlag), tredje lag (signallag), fjerde lag (effektlag), femte lag (effektlag), sjette lag (signallag), syvende lag (jordlag) og bundlag (signallag). 8-lagkort er velegnet til høj-hastighed og høj-densitets bundkortdesign, såsom computerkort med høj ydeevne, etc. arrangerer strøm- og jordlagene rimeligt, kan 8-lags-kortet yderligere reducere strømstøj og forbedre signalintegriteten.
4, Den fremtidige udviklingstendens for stabling af trykte kredsløb
Med den kontinuerlige udvikling af elektronisk teknologi og den stigende efterspørgsel efter trykte kredsløbs ydeevne, vil stabling af trykte kredsløb også indlede nye udviklingsretninger. I fremtiden vil den udbredte anvendelse af teknologier som 5G, kunstig intelligens og tingenes internet generere flere krav om høj-hastighed, høj-frekvens og høj-densitetskredsløb. Dette vil tilskynde stabling af trykte kredsløbskort til at anvende flere lag, mere avancerede isoleringsmaterialer og mere optimerede stablingsstrukturer for at opfylde højere krav til signalintegritet, strømintegritet og elektromagnetisk kompatibilitet.
For at tilpasse sig tendensen med miniaturisering og letvægtning af elektroniske enheder, vil stabling af trykte kredsløb være mere opmærksomme på integration og udtynding. Ved at bruge high-density interconnect (HDI) teknologi, begravet blindhulsteknologi osv. kan højere ledningstæthed opnås inden for et begrænset antal lag; Brug af tyndere isoleringsmaterialer og kobberfolie for at reducere tykkelsen og vægten af printpladerne.