PCB层叠结构设计的先决条件

在PCB打样过程中,层叠结构的设计是至关重要的环节。它不仅关系到PCB的性能和稳定性,还直接影响到生产成本和制造周期。本文将从PCB的两个重要组成部分Core和Prepreg(半固态片,简称PP)出发,深入探讨PCB多层板的层叠结构设计的先决条件。

Core是PCB多层板的核心组成部分,它的两个表层都铺有铜箔,可作为信号层、电源层、地层等导电层。Core的上、下表层之间填充的是固态材料,具有良好的机械强度和电气性能。而PP则是一种半固态的树脂材料,表面不铺铜箔,在PCB中起填充作用。PP的材质比Core略软一些,因此在制作多层板时,需配合使用Core和PP,一般在两个Core之间应选用PP作为填充物。

在进行PCB多层板的层叠结构设计时,需要预先获取以下信息:单板总层数:包括信号层、电源层、地层的数目。这些层数的确定需要根据单板尺寸、单板规模(如信号数目、电源种类等)以及EMC的要求进行粗略估计。

单板厚度:单板厚度与导轨宽度有关,同时也取决于总层数等因素。例如,14层以内的单板厚度可以选择为1.6mm,而16层以上的单板厚度需在2mm以上。在某些设计中,受限于导轨宽度,而单板总层数又不能减少,可以采取削边的方式将单板与导轨接触的区域削薄。

目标阻抗:从信号完整性考虑,要求在信号传输路径上实现阻抗的匹配。一般取单端信号对地阻抗为50Ω,而差分对信号间阻抗为100Ω。

PCB材质的选择:主要关注介电常数Er和材质正切值tanδ。介电常数越大,则电磁场在该材质中导通的能力越强。而材质正切值tanδ越大,则信号的损耗越大。在高速电路设计中,应尽量选择Er和tanδ小的材质。嘉立创提供的板材在介电常数和材质正切值方面有着优异的表现,能够满足高速电路设计的需求。

确定信号层的数目:根据PCB上关键器件的摆放位置,打开PCB设计软件的飞线显示功能,可以粗略估计这些关键器件之间的信号线密度,以便对信号层的数目进行评估。

评估所需电源层、地层的数目:根据电源的种类、信号层隔离的要求等,可以评估所需电源层、地层的数目。

选择合适的Core和PP厚度:根据单板总层数和厚度要求,选择合适的Core和PP厚度进行搭配。

进行阻抗设计:根据目标阻抗要求,进行阻抗设计,确保信号在传输路径上实现阻抗匹配。

考虑EMC性能:在层叠结构设计中,还需要考虑EMC性能的要求,通过合理的层叠结构设计来提高PCB的EMC性能。

综上所述,PCB多层板的层叠结构设计是一个复杂而细致的过程,需要综合考虑多个因素。通过合理的层叠结构设计,可以确保PCB的性能和稳定性,同时降低生产成本和制造周期。