Aplicații PCB cu 12 straturi: Când să alegeți douăsprezece straturi

Aplicațiile PCB cu 12 straturi combină de obicei o densitate mare de componente, interfețe multiple și nevoi de distribuție a energiei. Douăsprezece straturi pot fi o opțiune utilă atunci când o construcție cu un număr mai mic de straturi nu poate îndeplini cerințele de rutare, cale de retur sau integritate a energiei în cadrul conturului plăcii. Alegerea finală depinde de pachet, prin arhitectură, materiale și limite de fabricație; douăsprezece straturi nu elimină automat necesitatea HDI.

Această pagină vă ajută să decideți dacă designul dvs. aparține acelui grup. Listează produsele care utilizează în mod obișnuit 12 straturi, semnalele care împing un design acolo și întrebările care decid numărul de straturi. Modul în care sunt construite aceste plăci și cât costă sunt prezentate pe pagina noastră despre fabricarea PCB-urilor cu 12 straturi.

Produse care utilizează în mod obișnuit plăci cu 12 straturi

Numărul de straturi urmează densitatea și viteza produsului, nu industria sa. Un controler simplu dintr-un dispozitiv medical poate fi o placă cu 4 straturi, în timp ce o placă de rețea compactă din aceeași clădire poate avea 12 straturi. Exemplele de mai jos sunt puncte de plecare pentru evaluare, nu cerințe specifice industriei privind numărul de straturi.

Highleap construiește plăci pentru fiecare dintre aceste piețe, inclusiv echipamente de comunicații , dispozitive medicale , electronică auto și sisteme de control industrial . Cerințele de fabricație sunt aceleași pentru toate piețele. Ceea ce se schimbă este standardul de acceptare și documentația solicitată de clientul final.

Produsele de consum folosesc PCB-uri cu 12 straturi?

Da. Unele produse de calcul, jocuri, rețele și produse compacte de larg consum utilizează 12 straturi sau mai multe. Smartphone-urile și plăcile de bază subțiri pot combina mai multe straturi cu microvia-uri HDI. Numărul de straturi și tehnologia via-urilor sunt alegeri de design separate și niciuna nu este fixată de categoria de produse de larg consum.

Dar consiliile de administrație din industria aerospațială și de apărare?

Aceste produse ajung adesea la 12 straturi sau mai mult, dar numărul de straturi este rareori partea dificilă. Părțile dificile sunt documentația, trasabilitatea materialelor și standardul de acceptare impus de program. Dacă placa dvs. se încadrează în această categorie, spuneți-ne standardul pe care trebuie să îl îndeplinească atunci când trimiteți fișierele, deoarece acesta influențează cotația mai mult decât o face setul de straturi. Munca noastră pentru programele aerospațiale și de apărare este încadrată în acest sens.

Semnale și conectori care împing un design la 12 straturi

O placă se mută la 12 straturi din cauza unor probleme specifice de rutare, nu pentru că categoria de produs pare avansată. Patru situații explică majoritatea mutărilor pe care le vedem.

Oricare dintre acestea poate fi rezolvată pe 8 sau 10 straturi. Combinarea a două sau mai multe straturi, în interiorul unui contur fix al plăcii, face ca 12 straturi să fie soluția practică. Practica de rutare de mare viteză este prezentată în ghidul nostru pentru PCB-uri de mare viteză , iar plăcile construite pentru platforme de servere AI arată unde duce această logică la un număr mai mare de straturi.

O interfață mai rapidă are nevoie întotdeauna de mai multe straturi?

Nu. O singură legătură rapidă pe o placă altfel simplă nu justifică 12 straturi. Important este câte astfel de legături trebuie rutate simultan și dacă fiecare dintre ele poate păstra un plan de referință neîntrerupt. O legătură de 10 Gbps cu o cale de retur curată este mai ușor de construit decât opt ​​legături de 1 Gbps care traversează un plan divizat.

Alegerea între 8, 10, 12 și 16 straturi

Alegeți cel mai mic număr de straturi care oferă fiecărui semnal rapid un plan de referință și totuși direcționează placa. Straturile suplimentare costă bani pentru fiecare placă pe care o construiți vreodată, așa că obiectivul este cel mai mic stackup care îndeplinește cerințele electrice, nu cel mai capabil.

Există o a doua opțiune pe care oamenii o ratează. În loc să adauge straturi, unele modele rămân la 10 straturi prin trecerea la construcția HDI cu microvias , ceea ce eliberează spațiu de rutare sub BGA. Aceasta schimbă costul straturilor cu costul laminării secvențiale, iar care dintre ele câștigă depinde de placă. Dacă doriți cifre în loc de o regulă generală, trimiteți schița, cerințele pachetului și interfeței, stackup-urile candidatelor și datele de aspect disponibile, astfel încât alternativele să poată fi revizuite și cotate pe o bază comparabilă.

Pot începe machetarea cu 10 straturi și să adaug straturi ulterior?

Se poate, dar este costisitor să se facă acest lucru târziu. Adăugarea de straturi poate modifica spațierea dielectrică și atribuirile de referință chiar dacă se menține grosimea totală, așa că geometriile și rutarea cu impedanță controlată trebuie revalidate. Dacă există o șansă reală ca designul să necesite 12 straturi, începeți machetarea de acolo. Eliminarea straturilor necesită, de asemenea, o verificare a suprapunerii și a integrității semnalului; niciuna dintre modificări nu trebuie tratată ca o simplă editare mecanică.

Reguli de design care contează odată ce te angajezi la 12 straturi

Odată ce numărul de straturi este fixat, există trei decizii care determină dacă placa se construiește corect. Acestea merită luate înainte ca aspectul să fie foarte avansat, deoarece fiecare dintre ele este costisitoare de modificat ulterior.

• Păstrați stivuirea simetrică. Cuprul și rășina ar trebui să se oglindească în jurul centrului plăcii. O suprapunere neechilibrată de 12 straturi crește riscul de curbură și răsucire după laminare, iar o placă curbată este greu de asamblat și se poate defecta pe teren. ghid de stivuire prezintă aranjamente echilibrate.
• Dați fiecărui semnal rapid un plan de referință. Traseați urme de mare viteză pe straturi lângă un plan de sol sau de putere neîntrerupt și evitați intersectarea divizărilor în acel plan. Acest lucru contează mai mult la 12 straturi decât la 4, deoarece există mai multe șanse de a greși.
• Dimensionați vias-urile în funcție de grosimea plăcii. O placă cu 12 straturi are de obicei o grosime de cel puțin 1.6 mm, așa că cea mai mică gaură străpunsă trebuie să se încadreze în raportul de aspect al producătorului. Planificați dimensiunea orificiului de conectare înainte de a opta pentru un pas BGA.

Restul regulilor de aspect sunt aceleași ca pentru orice placă multistrat. Ceea ce se schimbă la doisprezece straturi este că greșelile sunt îngropate în mijlocul stivei, unde nu pot fi prelucrate din nou. Verificarea timpurie a designului în raport cu limitele de fabricație este cea mai ieftină asigurare, iar pentru asta este vorba despre analiza noastră DFM.

Ar trebui să proiectez eu placa cu 12 straturi sau să cer producătorului o suprapunere?

Cereți stratul de construcție (stackup), apoi proiectați conform acestuia. Un producător știe ce grosimi de miez și prepreg sunt în stoc și ce construcții mențin impedanța fără materiale speciale. Proiectarea conform unui strat de construcție pe care îl putem construi evită o reproiectare atunci când construcția cotată diferă de cea din instrumentul dvs. CAD. Trimiteți-ne cerințele dvs. privind straturile și impedanța țintă, iar noi vă vom propune una.