De groeiende vraag naar compactere elektronische producten vereist printplaten met meerdere lagen en een driedimensionaal ontwerpperspectief. Dit ontwerpperspectief brengt nieuwe problemen met zich mee voor ontwerpstrategieën, zoals SMD-verpakking en stapeling van lagen. Stackup, of stapeling van printplaten, is de laatste tijd sterk in belang toegenomen, met de productie van steeds complexere printplaten die uit vele lagen bestaan. De eerste printplaatprototypes waren eenvoudig en dienden enkel als verbindingsbasis voor elektronische componenten. Gezien hun eenvoud was de noodzaak om meerdere lagen te stapelen minimaal. Laten we enkele regels onderzoeken om stapelingen beter te ontwerpen en zo uiterst professionele systemen te creëren.
Een stackup is een opstelling van lagen koper en isolatoren die samen een printplaat vormen vóór het ontwerp van de uiteindelijke lay-out van de printplaat. Een goede stackup beheren is niet bepaald eenvoudig en bedrijven die meerlagige printplaten maken, zoals Proto-Electronics, een Europees platform dat zich toelegt op de snelle prototypering van SMT-printplaten en THT-componenten, voor professionals, moeten daarbij het voortouw nemen.
Het hebben van meerdere lagen (zie figuur 1) verhoogt het vermogen van de printplaat om energie te verdelen, vermindert kruisinterferentie, elimineert elektromagnetische interferentie en ondersteunt hogesnelheidssignalen. Terwijl een stackup het mogelijk maakt om meerdere elektronische schakelingen op een enkele printplaat te krijgen dankzij de verschillende lagen van de printplaat, biedt de stackupstructuur nog vele andere voordelen:
Bij een enkellaagse of dubbellaagse printplaat wordt zelden gekeken naar de dikte van de printplaat. Met de komst van meerlaagse printplaten begint de stapeling echter steeds kritischer te worden en is de uiteindelijke kostprijs de factor die het hele project beïnvloedt. De eenvoudigste stackups kunnen bestaan uit 4-laagse printplaten tot de meer complexe die een professionele sequentiële laminering vereisen. Hoe hoger het aantal lagen, hoe meer de ontwerper vrij is om zijn schakeling te ontrafelen, met minder kans om verstrikt te raken in ‘onmogelijke’ oplossingen. De overlappende bewerkingen van de printplaat bestaan uit het ordenen van de koperlagen en de isolatielagen waaruit een schakeling is opgebouwd. De stackup die u kiest speelt zeker een belangrijke rol in de prestaties van de printplaat op verschillende manieren.
Figuur 1: Voorbeeld van printplaten gemaakt door Proto-Electronics
Figuur 2: Met een goed stackupbeheer kunt u uitstekende producten verkrijgen
Zo kan een goede stapeling de impedantie van de printplaat verlagen en straling en overspraak beperken. Het heeft ook een grote invloed op de EMC-prestaties van een product. Aan de andere kant kan een slecht stackupontwerp de straling en ruis van de schakeling aanzienlijk verhogen. Er zijn vier belangrijke factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij een stackup van printplaten:
Gewoonlijk wordt niet veel aandacht besteed aan deze factoren, behalve aan deze die van invloed zijn op het aantal lagen. Vaak is de vierde factor niet eens bekend bij de printplaatontwerper. Bij het bepalen van het aantal lagen moet u rekening houden met het volgende:
Alle factoren zijn belangrijk en kritisch en moeten in gelijke mate in overweging worden genomen. Meerlaagse printplaten waarbij gebruik wordt gemaakt van een massa- en vermogensvlak zorgen voor een aanzienlijke vermindering van de uitgestraalde emissies. Een vuistregel, die vaak wordt gebruikt, is dat een meerlaagse printplaat 15 dB minder straling produceert dan een tweelaagse printplaat, waarbij alle andere factoren gelijk zijn.
Er zijn honderden regels en criteria voor het beheer van een goede stackup. Laten we er gewoon een paar bekijken:
Om al deze doelstellingen te bereiken is het noodzakelijk om met minstens acht lagen te werken.
Bovendien:
Bij de hoge bedrijfssnelheden van de huidige schakelingen is een zorgvuldig printplaatontwerp noodzakelijk, en het is in alle opzichten een kunst aan het worden. Een slecht ontworpen printplaat kan de elektrische prestaties van de signaaloverdracht, de vermogensafgifte, de produceerbaarheid en de betrouwbaarheid op lange termijn van het eindproduct nadelig beïnvloeden.
De verzending van Gerber-bestanden naar bedrijven is bepalend voor de productiekosten, die, zoals voor alle andere goederen, worden verlaagd naargelang de vereiste hoeveelheden. De wereldwijde groei van de markt van printplaten wordt gestimuleerd door het toegenomen gebruik van meerlaagse, flexibele printplaten; De dichtheid van de printplaten en de complexiteit van het ontwerp blijven toenemen naarmate elektronische bedrijven meer functies proberen toe te voegen aan de apparaten. Prijs, kwaliteit, levertijd en service zijn de meest voorkomende criteria voor het kiezen van een printplaatfabrikant en de meeste mensen kijken eerst naar de prijs.
De missie van Proto-Electronics bestaat erin u te helpen in deze cruciale prototyperingsfase door uw doorlooptijden te verkorten. Online offertes in 10 minuten en doorlooptijden vanaf 5 werkdagen geven u meer gemoedsrust om te werken.