Gelaagdheid is een cruciale stap in het PCB-ontwerp. Door de printplaat in verschillende lagen te verdelen, kan de complexiteit van de printplaat effectief worden beheerst en kunnen ontwerpers de circuits en signalen van elk onderdeel beter beheren.
Wat is PCB-gelaagdheid?
PCB-gelaagdheid is het proces waarbij een printplaat in verschillende onafhankelijke hiërarchische structuren wordt verdeeld. Het kan verschillende circuits en signalen groeperen en aan verschillende lagen toewijzen, waardoor de betrouwbaarheid en stabiliteit van de printplaat wordt verbeterd en tegelijkertijd de normale werking van het hele systeem wordt gegarandeerd.
Met PCB-lagen kunnen meerdere metaallagen op een printplaat worden gecreëerd, waarbij elke laag zijn eigen unieke bedrading heeft. Over het algemeen voorzien fabrikanten van printplaten ontwerpers van 4-laags, 6-laags, 8-lagen, of zelfs12 lagenprintplaten om voldoende ruimte te bieden voor hun ontwerpen om componenten en routeringscircuits te plaatsen. Meerlaagse printplaten maken het aanbrengen van PCB-lagen een noodzakelijke ontwerpstap.
Implementatiemethode van PCB-gelaagdheid
Bij PCB-ontwerp zijn er over het algemeen twee manieren om gelaagdheid te implementeren:
1. Interne laag: Verdeel de printplaat in meerdere niveaus, waarbij de interne laag wordt gebruikt om interne circuits en signalen te routeren. Bij het vervaardigen van PCB's wordt de interne laag gecreëerd door er een koperfolielaag tussen in te beddenFR4planken. De afwisselende volgorde van de externe lagen van een PCB is gerelateerd aan het aantal interne lagen.
2. Applicatielaag: Deze laagmethode kan worden gebruikt om een doorlopend kopergebied te creëren waarbij elke laag vlak is. In dit geval bevat elke laag van de printplaat een koperlaag en worden de onderkant en/of bovenkant meestal verticaal door lood naar buiten geleid.
Opgemerkt moet worden dat deze twee hiërarchische structuren verschillend zijn en hun eigen voor- en nadelen hebben. De juiste laagmethode moet worden geselecteerd op basis van ontwerpvereisten en productiekosten.
Het belang van PCB-gelaagdheid
De kerntaak van een printplaat is het overbrengen van signalen tussen verschillende componenten. Om deze signaaloverdrachtsfuncties te bereiken wordt daarom de gelaagdheid van de printplaat bijzonder belangrijk. Hieronder volgt het belang van PCB-gelaagdheid voor printplaten:
1. Signaalintegriteit: gelaagdheid kan de signaalintegriteit behouden en de kans op wederzijdse interferentie en overspraak verminderen. Gelaagdheid kan ook de elektromagnetische straling verminderen en een betere signaal-ruisverhouding bereiken.
2. Verhoog de dichtheid van de printplaat: meerlaagse PCB's kunnen circuits verticaal uitvouwen en over de hele printplaat leggen, waardoor de distributie van componenten compacter wordt en de epitaxiale grootte van de PCB wordt verkleind om aan meer ontwerpvereisten te voldoen.
3. Verkort de lijnlengte: als er te veel bedrading op de printplaat zit, neemt de kans op wederzijdse interferentie toe, wat kan leiden tot ruis, elektromagnetische interferentie en andere problemen. PCB-gelaagdheid kan de bedrading van de printplaat in kleinere afmetingen comprimeren en de kans op wederzijdse interferentie verkleinen.