Важность печатных плат (ПП) в различных электронных устройствах очевидна. Поскольку электронные продукты становятся меньше и мощнее, спрос на слои ПП также растет.
В прошлом 2-слойные или 4-слойные печатные платы могли бы удовлетворить потребности, но в современных высокоскоростных и высокоплотных конструкциях иногда 8-слойные печатные платы, очевидно, более подходят. Они не только обладают более сильными функциями, но и могут лучше гарантировать стабильность сигнала и эффективность распределения мощности.
В этой статье вы узнаете, что такое 8-слойная печатная плата, какие существуют распространенные структуры 8-слойных печатных плат, какова стандартная толщина печатной платы, а также основные моменты, на которые следует обращать внимание при проектировании и производстве, чтобы соответствовать требованиям к разработке сложных изделий.
Что такое 8-слойная печатная плата?
8-слойная печатная плата — это печатная плата, состоящая из 8 слоев меди и изоляционных материалов, спрессованных вместе. Эти слои соединены через переходные отверстия. Ее структура обычно включает сигнальный слой, слой питания, слой заземления и слой внутренней маршрутизации.
По сравнению с обычными печатными платами, 8-слойная печатная плата позволяет выполнять более сложную маршрутизацию, помогая проектировать более сложные схемы. Она также может сделать передачу сигнала более стабильной и иметь более высокую помехоустойчивость.
8-слойная печатная плата особенно подходит для высокоскоростных электронных устройств с высокими требованиями к производительности, таких как серверы, медицинские приборы и системы связи.
Различные типы 8-слойных печатных плат
Структура печатной платы с 8 слоями относится к тому, как расположены слои внутри печатной платы и для чего используется каждый слой. Различные структуры печатной платы напрямую влияют на производительность печатной платы, например, на то, будет ли сигнал подвергаться помехам, будет ли источник питания стабильным или будет ли плата сильно нагреваться и т. д.
Выбор правильной структуры печатной платы из 8 слоев может сделать сигнал вашей печатной платы более стабильным, повысить ее помехоустойчивость и улучшить эффективность источника питания. Ниже приведены несколько распространенных схем печатной платы из 8 слоев и сценарии, в которых они подходят для использования:
1. Сигнал / Земля / Сигнал / Питание / Земля / Сигнал / Земля / Сигнал
• Лучше всего подходит для конструкций с высокими требованиями к целостности сигнала, таких как высокоскоростная связь и серверные материнские платы.
• Преимущества: низкий уровень помех, стабильные сигналы, идеально подходит для высокоскоростных цепей.
2. Сигнал / Земля / Сигнал / Питание / Питание / Сигнал / Земля / Сигнал
• Подходит для высокоскоростных схем, таких как высокопроизводительные процессорные платы.
• Два слоя питания обеспечивают достаточный ток, а два слоя заземления помогают снизить уровень шума, гарантируя стабильную работу.
3. Сигнал / Сигнал / Земля / Сигнал / Сигнал / Питание / Земля / Сигнал
• Идеально подходит для устройств со смешанными сигналами (аналоговыми и цифровыми), таких как платы обработки звука.
• Средний слой разделяет аналоговые и цифровые сигналы, предотвращая перекрестные помехи.
4. Сигнал / Земля / Сигнал / Сигнал / Сигнал / Земля / Питание / Сигнал
• Лучше всего подходит для беспроводных или радиочастотных устройств, таких как модули Bluetooth/Wi-Fi.
• Несколько слоев заземления усиливают экранирование, уменьшают помехи сигнала и улучшают четкость высокочастотного сигнала.
5. Сигнал / Питание / Заземление / Сигнал / Сигнал / Заземление / Питание / Сигнал
• Подходит для высокоскоростных цифровых схем.
• Чередование слоев питания и заземления изолирует шум и улучшает целостность сигнала.
6. Сигнал / Земля / Питание / Сигнал / Сигнал / Питание / Земля / Сигнал
• Обеспечивает гибкое пространство для прокладки кабелей и сбалансированное распределение мощности.
• Идеально подходит для плат управления, требующих нескольких функциональных модулей.
Проще говоря, различные 8-слойные стеки печатных плат подходят для разных целей. Независимо от того, используете ли вы высокоскоростные сигналы, смесь аналоговых и цифровых сигналов или беспроводную связь, структуры стеков все разные. Выбор правильной структуры делает вашу 8-слойную печатную плату более стабильной, сигнал чище и работу более надежной. При проектировании важно выбрать наиболее подходящую структуру стеков на основе конкретных требований.
Стандартная толщина 8-слойной печатной платы
Стандартная толщина печатной платы из 8 слоев обычно составляет от 1.6 мм (63 мил) до 2.4 мм (94 мил) в зависимости от толщины медной фольги и выбора материала препрега/сердечника. Однако на конечную толщину могут также влиять следующие факторы:
• Толщина меди (например, 1 унция, 2 унции)
• Расстояние между слоями диэлектрика
• Типы материалов, используемых при сборке печатной платы
Более толстые печатные платы обладают большей прочностью и меньшей вероятностью изгиба, что делает их пригодными для промышленного оборудования, в то время как более тонкие печатные платы больше подходят для малогабаритных устройств, таких как мобильные телефоны или портативные устройства.
В фактическом проекте стандартная толщина печатной платы должна определяться на основе характеристик схемы, таких как необходимость управления импедансом, необходимость рассеивания тепла и производственные мощности завода. Соответствующая толщина также может гарантировать, что печатная плата может быть легко установлена в корпус и подключена к разъему, не влияя на сборку продукта.
Ключевые моменты проектирования 8-слойной печатной платы
При проектировании 8-слойной печатной платы, помимо удовлетворения функциональных требований, важно всесторонне рассмотреть электрические характеристики, структурную стабильность и производственные процессы. Отличная конструкция должна не только хорошо работать, но и быть технологичной, сборной и долговечной.
Вот несколько основных рекомендаций по дизайну:
1. Расположение слоев:
Тщательно спланированная 8-слойная структура печатной платы обеспечивает правильное распределение сигнальных, силовых и заземляющих слоев, оптимизируя эффективность маршрутизации и общую производительность.
2. Контроль импеданса:
Для высокоскоростных сигналов импеданс трассы должен быть строго согласован. Рекомендуется использовать инструменты моделирования в сочетании с определенным стеком печатной платы для точного расчета ширины трассы и интервала, обеспечивая целостность сигнала.
3. Структурная симметрия:
Поддержание симметрии между верхним и нижним слоями печатной платы помогает предотвратить коробление или деформацию во время ламинирования, повышая механическую прочность конечного продукта.
4. Через дизайн:
Правильное использование сквозных отверстий, глухих переходных отверстий или скрытых переходных отверстий в соответствии с пространственными и электрическими требованиями может оптимизировать эффективность трассировки и уменьшить помехи сигнала.
5. Терморегулирование:
Высокоплотная трассировка и мощные компоненты могут привести к локальному перегреву. Поэтому необходимо разработать эффективные пути рассеивания тепла, например, добавить тепловые медные слои или включить тепловые переходные отверстия.
6. Выбор материала:
Для приложений, требующих высокоскоростных или высокочастотных сигналов, отдавайте приоритет материалам с низкими диэлектрическими потерями и стабильными характеристиками.
7. Допуски на изготовление:
При проектировании необходимо заложить достаточные допуски на производство, чтобы обеспечить соблюдение таких ключевых параметров, как Стандартная толщина печатной платы соответствует возможностям завода и стандартам качества.
Реализация этих мер позволяет достичь хорошего баланса между функциональностью, надежностью и технологичностью 8-слойной печатной платы, что в конечном итоге гарантирует оптимальную производительность и качество продукта.
Изготовление 8-слойной печатной платы
Изготовление 8-слойной печатной платы включает последовательное ламинирование нескольких слоев печатной платы под воздействием тепла и давления. Ключевые этапы включают:
1. Подготовка сердечника и препрега
2. Визуализация и травление внутренних слоев
3. Укладка слоев и ламинирование
4. Сверление и металлизация отверстий
5. Формирование внешнего слоя и травление
6. Поверхностная обработка, паяльная маска и шелкография
7. Электрические испытания и контроль качества
Поддержание строгого контроля процесса производства имеет решающее значение для сохранения целостности структуры печатной платы, особенно при использовании современных материалов или тонкостенных элементов.
Заключение
8-слойная печатная плата — идеальный выбор для высокопроизводительных электронных систем. Благодаря разумному проектированию 8-слойной структуры стека печатной платы, строгому контролю стандартной толщины печатной платы и оптимизации общей структуры стека печатной платы можно значительно улучшить стабильность и производительность продукта.
Независимо от того, разрабатываете ли вы медицинскую электронику, промышленные системы управления или сетевое оборудование, освоение проектирования и производства 8-слойных печатных плат придаст вашему проекту техническое преимущество.
