Iespiedshēmas plates sakraušanas struktūra ir galvenais faktors, kas nosaka tā veiktspēju. No vienkāršām divpusējām-platēm līdz sarežģītām daudzslāņu platēm, iespiedshēmu plates sakraušana ir kā shēmas plates ēkas karkasa veidošana, kas veic tādas svarīgas funkcijas kā signāla pārraide, strāvas sadale, elektromagnētiskais ekranējums utt., būtiski ietekmējot elektronisko ierīču stabilitāti un uzticamību.
1, Iespiedshēmu plates sakraušanas pamatjēdziens un sastāvs
iespiedshēmu plates sakraušana būtībā ir slāņu sakraušana un kombinācija uz iespiedshēmas plates. Pilnīgas iespiedshēmas plates parasti sastāv no signāla slāņa, jaudas slāņa, zemējuma slāņa un izolācijas dielektriskā slāņa. Signāla slānis ir kā informācijas pārraides "maģistrāle", kas atbild par elektronisko signālu pārraidi; Strāvas slānis nodrošina stabilu strāvas atbalstu elektroniskajiem komponentiem uz shēmas plates; Kā signālu atskaites potenciāls zemējuma slānis ne tikai veido stabilu ķēdi signālu pārraidei, bet arī efektīvi aizsargā elektromagnētiskos traucējumus; Izolējošais dielektriskais slānis darbojas kā izturīga "izolācijas siena", atdalot vadošos slāņus, lai novērstu īssavienojumus un nodrošinātu, ka tie netraucē viens otru.
Kā piemēru ņemot parasto 4 slāņu plati, tipiska sakrauta struktūra sastāv no augšējā slāņa (signāla slānis), otrā slāņa (zemes slānis), trešā slāņa (barošanas slānis) un apakšējā slāņa (signāla slānis). Šī struktūra var atbilst pamatprasībām dažās shēmās, kurām nav nepieciešama augsta veiktspēja. Taču, attīstoties elektroniskām ierīcēm uz lielu ātrumu un sarežģītību, drukātās shēmas plates ar 6, 8 vai pat vairāk slāņiem pakāpeniski ir kļuvušas par galveno. Vairāk slāņu nozīmē vairāk vietas vadiem, stabilāku jaudas sadali un labāku signāla integritātes aizsardzību.
2, katra slāņa loma iespiedshēmu plates sakraušanā
1. Signāla slānis
Signāla slānis ir iespiedshēmu plates galvenais nesējs ķēdes funkciju īstenošanai, kas ir atbildīgs par dažādu elektrisko signālu pārraidīšanu. Ātrgaitas shēmās signāla slāņa veiktspēja tieši ietekmē signāla integritāti. Lai samazinātu ārējos traucējumus, liela ātruma signāli parasti tiek novietoti signāla slānī netālu no zemes slāņa, izmantojot zemes slāņa ekranēšanas īpašības, lai samazinātu elektromagnētisko traucējumu ietekmi uz signālu. Tajā pašā laikā signāla slāņa vadu virzienam ir arī izšķiroša nozīme, un ir jāizvairās no liela attāluma paralēlām vadiem un taisnleņķa vadiem, lai novērstu signāla atstarošanu un šķērsrunu. Piemēram, ātrdarbīgās datu pārraides saskarnēs, piemēram, USB 3.0, precīzs signāla slāņa izkārtojums ir ļoti svarīgs, lai nodrošinātu pareizu datu pārraidi.
2. Spēka slānis
Strāvas slāņa galvenais uzdevums ir nodrošināt stabilu strāvu shēmas plates elektroniskajiem komponentiem. Daudzslāņu iespiedshēmu platēs īpaši izstrādāts barošanas slānis var atdalīt dažādu sprieguma līmeņu barošanas avotus, lai izvairītos no savstarpējiem traucējumiem. Strāvas slānis atrodas cieši blakus zemes slānim, un, samazinot attālumu starp tiem, var samazināt jaudas plaknes pretestību, uzlabot enerģijas sadales efektivitāti un samazināt strāvas troksni. Turklāt barošanas slānim ir jābūt pareizi sadalītam un izolētam, lai nodrošinātu, ka dažādi funkcionālie moduļi var saņemt stabilu un netraucētu barošanas avotu. Tāpat kā datora mātesplatē, tā paļaujas uz jaudas slāni, lai nodrošinātu stabilu jaudu dažādiem komponentiem, piemēram, CPU, grafikas kartei un atmiņai, nodrošinot katra komponenta normālu darbību.
3. Zemējuma slānis
Zemējuma slānim ir vairākas būtiskas lomas iespiedshēmu plates sakraušanā. Tas nodrošina stabilu atskaites potenciālu signālu pārraidei, nodrošinot precīzu signālu pārraidi un uztveršanu; Tā lieliskā ekranēšanas veiktspēja var efektīvi bloķēt ārējos elektromagnētiskos traucējumus, kas neietilpst shēmas plates iekšpusē, vienlaikus samazinot pašas shēmas plates elektromagnētisko starojumu un uzlabojot elektromagnētisko savietojamību; Turklāt zemējuma slānis nodrošina arī zemas pretestības atgriešanās ceļu strāvas slānim, vēl vairāk samazinot strāvas troksni. Konstrukcijā zemējuma slānis bieži tiek uzklāts ar varu lielā laukumā, lai samazinātu zemējuma pretestību un uzlabotu zemējuma efektivitāti. Tādās jomās kā medicīnas elektroniskais aprīkojums un kosmosa aprīkojums, kam nepieciešama ārkārtīgi augsta elektromagnētiskā savietojamība, zemējuma slāņa loma ir īpaši svarīga.
4. Izolācijas dielektriskais slānis
Izolējošais dielektriskais slānis atrodas starp katru vadošo slāni, un tā galvenā funkcija ir panākt elektrisko izolāciju un novērst īssavienojumus starp dažādiem vadošiem slāņiem. Materiāla īpašībām ir būtiska ietekme uz iespiedshēmu plates elektrisko veiktspēju. Izplatītākie izolācijas materiāli ir epoksīdsveķi, politetrafluoretilēns utt. Dažādu materiālu dielektriskā konstante un dielektriskā zuduma leņķis atšķiras, un šie parametri var ietekmēt pārraides ātrumu un signālu zudumus. Ātrgaitas shēmās parasti tiek izvēlēti izolācijas dielektriskie materiāli ar zemu dielektrisko konstanti un nelielu dielektrisko zudumu leņķi, lai samazinātu signāla pārraides kavēšanos un zudumus un nodrošinātu signāla integritāti.
3, tipiskas kraušanas shēmas iespiedshēmu platēm ar dažādiem slāņiem
4 slāņu dēlis
4-slāņu plāksne ir pamata daudzslāņu plates struktūra ar izplatītām sakraušanas shēmām, tostarp augšējais slānis (signāla slānis), otrais slānis (zemes slānis), trešais slānis (barošanas slānis) un apakšējais slānis (signāla slānis). Šī struktūra ir piemērota shēmām, kurām nav nepieciešama augsta veiktspēja, piemēram, vienkāršiem plaša patēriņa elektronikas izstrādājumiem, daļējām shēmas plates rūpnieciskajām vadības iekārtām utt. Tomēr 4 slāņu platē signāla slāņa elektroinstalācijas telpa ir ierobežota, un, lai izvairītos no signāla traucējumiem, ir nepieciešama rūpīga vadu virziena plānošana.
6 slāņu dēlis
Salīdzinot ar 4-slāņu plati, 6 slāņu plate palielina elektroinstalācijas vietu, kā arī jaudas un zemes slāņus. Kopējā kraušanas shēma ietver augšējo slāni (signāla slāni), otro slāni (zemes slāni), trešo slāni (signāla slāni), ceturto slāni (jaudas slāni), piekto slāni (zemes slāni) un apakšējo slāni (signāla slāni). Šī struktūra var labāk apmierināt mēreni sarežģītu shēmu vajadzības, piemēram, viedtālruņu mātesplates, dažas tīkla ierīču shēmas plates utt. 6 slāņu platē ātrgaitas signālus var sakārtot signāla slānī netālu no zemes slāņa vidū, lai uzlabotu signāla integritāti.
8 slāņu dēlis
8-slāņu platei ir bagātīgākas sakraušanas kombinācijas, kas var nodrošināt labu veiktspējas atbalstu sarežģītām shēmām. Izplatītas sakraušanas shēmas ir augšējais slānis (signāla slānis), otrais slānis (zemes slānis), trešais slānis (signāla slānis), ceturtais slānis (jaudas slānis), piektais slānis (jaudas slānis), sestais slānis (signāla slānis), septītais slānis (zemes slānis) un apakšējais slānis (signāla slānis) . 8-slāņa plate ir piemērota ātrdarbīgai un liela{5}}datorplates grafikai, piemēram, liela blīvuma datoru plates grafiskām shēmām, kartēm utt. Saprātīgi izkārtojot barošanas un zemes slāņus, 8 slāņu plate var vēl vairāk samazināt strāvas troksni un uzlabot signāla integritāti.
4, iespiedshēmu plates kraušanas nākotnes attīstības tendence
Nepārtraukti attīstoties elektroniskajām tehnoloģijām un pieaugot pieprasījumam pēc iespiedshēmu plates veiktspējas, iespiedshēmu plates sakraušana arī ieviesīs jaunus attīstības virzienus. Nākotnē plaši izplatītās tehnoloģijas, piemēram, 5G, mākslīgais intelekts un lietiskais internets, radīs lielākas prasības pēc ātrgaitas, augstas frekvences{3} un augsta blīvuma shēmām. Tas mudinās iespiedshēmu plates sakraut vairāk slāņu, modernākus izolācijas materiālus un optimizētākas sakraušanas struktūras, lai atbilstu augstākajām signāla integritātes, jaudas integritātes un elektromagnētiskās savietojamības prasībām.
Lai pielāgotos elektronisko ierīču miniaturizācijas un atvieglošanas tendencei, iespiedshēmu plates sakraujot vairāk uzmanības tiks pievērsta integrācijai un retināšanai. Izmantojot augsta blīvuma starpsavienojumu (HDI) tehnoloģiju, aklo caurumu tehnoloģiju utt., ierobežotā skaitā slāņu var sasniegt lielāku vadu blīvumu; Izmantojot plānākus izolācijas materiālus un vara foliju, lai samazinātu iespiedshēmas plates biezumu un svaru.