Kemampuan Penumpukan Lapisan PCB

Langsung Ke: Tujuan Penumpukan Lapisan PCB | Tujuan Saat Membuat Tumpukan PCB Multilayer | Faktor Lain yang Perlu Dipertimbangkan Saat Membuat Tumpukan PCB Multilayer | Jenis Umum Penumpukan Lapisan PCB | MCL Adalah Sumber Anda untuk PCB Multilayer Berkualitas | Hubungi MCL untuk Penawaran Gratis Hari Ini

Papan sirkuit tercetak (PCB) tumbuh semakin kompleks, dengan lebih banyak fungsi dan sirkuit yang dipasang ke dalam satu papan. PCB satu lapis sendiri menjadi semakin rumit, tetapi tata letak PCB perlu menyediakan lebih banyak fitur dalam ruang yang ringkas. Akibatnya, banyak produsen beralih ke tumpukan PCB berlapis-lapis. Jadi apa itu tumpukan PCB? Bagaimana cara kerjanya, dan apakah Anda memerlukannya untuk aplikasi Anda? Berikut adalah beberapa poin penting tentang susunan PCB untuk membantu Anda membuat keputusan yang tepat.

Tujuan Penumpukan Lapisan PCB

Penumpukan PCB mengacu pada susunan tembaga dan lapisan isolasi yang membentuk PCB. Lapisan-lapisan ini diatur sedemikian rupa untuk mendapatkan beberapa papan sirkuit tercetak pada perangkat yang sama. Pada dasarnya, PCB multilayer terdiri dari setidaknya tiga lapisan konduktif. Lapisan bawah disintesis dengan papan insulasi, dan setiap lapisan papan sirkuit terhubung ke yang berikutnya.

Sementara pelapisan PCB menciptakan papan yang lebih kompleks dan hemat-ruang, susunan PCB juga menawarkan keuntungan berikut:

• Maksimalkan fungsionalitas: PCB multilayer dapat melipatgandakan kecepatan dan fungsionalitas di perangkat, menjadikan papan yang lebih fungsional.
• Meminimalkan kerentanan: Tumpukan lapisan dapat membantu melindungi lapisan internal dari kebisingan eksternal, sehingga tidak terlalu rentan terhadap kekuatan luar yang merusak.
• Kurangi radiasi: Tumpukan lapisan PCB yang dirancang dengan baik dapat membantu Anda meminimalkan radiasi dari perangkat Anda, terutama dalam tata letak berkecepatan tinggi. Namun, penting untuk dicatat bahwa desain yang buruk dengan ketidaksesuaian impedansi dapat dengan mudah menghasilkan radiasi EMI yang lebih besar daripada PCB biasa.
• Turunkan biaya: Penumpukan lapisan PCB yang baik juga dapat membantu mencapai biaya produksi yang lebih rendah dengan menempatkan beberapa sirkuit ke dalam satu papan. Satu papan berarti manufaktur yang disederhanakan untuk papan, bagian papan yang akan digunakan dan kemasan untuk penyiapan lengkap.

Di atas manfaat ini, susunan PCB juga mengurangi ketidakcocokan impedansi dan masalah cross-talk sinyal. Semua keuntungan ini membuatnya sangat diinginkan untuk membuat susunan PCB.

Tujuan Saat Membuat Tumpukan PCB Multilayer

Tumpukan PCB multilayer dirancang dengan hati-hati untuk memenuhi kebutuhan desain tertentu. Tujuan paling dasar yang harus dicapai oleh PCB multilayer adalah sebagai berikut:

1. Pesawat darat dan pesawat listrik digabungkan sedekat mungkin.
2. Lapisan sinyal selalu berdekatan dengan bidang.
3. Lapisan sinyal digabungkan sedekat mungkin dengan bidangnya.
4. Sinyal berkecepatan tinggi dirutekan melalui lapisan terkubur di antara pesawat untuk menampung radiasi.
5. Beberapa bidang tanah disertakan untuk menurunkan impedansi dan radiasi.

Meskipun Anda harus mencoba untuk mencapai sebanyak mungkin tujuan ini, penting untuk dicatat bahwa tidak setiap tumpukan PCB akan memenuhi semua tujuan ini — pada kenyataannya, hanya papan 8 lapis yang dapat memenuhi kelima tujuan tersebut. Anda harus bekerja sama dengan tim teknik PCB untuk menentukan sasaran mana yang merupakan prioritas tertinggi untuk susunan PCB Anda.

Faktor Lain yang Perlu Dipertimbangkan Saat Membuat Tumpukan PCB Multilayer

Selain tujuan di atas, ada faktor desain lain yang perlu dipertimbangkan saat mengembangkan tumpukan PCB multilayer. Beberapa masalah penting yang harus diselesaikan antara lain sebagai berikut:

• Oset antarlapisan: Lapisan dapat dengan mudah diimbangi saat membuat tumpukan PCB multilayer. Untuk mencegahnya, gunakan metode hot-melting dan rivet-and-dowel untuk desain sisi papan.
• Stackup campak: Delaminasi berupa campak sering terjadi pada saat susun papan. Untuk mencegahnya, tambahkan bantalan dengan pelat epoksi sambil menyusun papan. Bantalan ini akan membantu menyeimbangkan tekanan untuk menghilangkan campak.
• Materi inti: PCB satu lapis dapat dibuat dengan bahan substrat standar atau inti aluminium. Namun, penting untuk diperhatikan bahwa PCB inti aluminium tidak tersedia untuk penumpukan multilayer, karena PCB aluminium multilayer sangat sulit untuk diproduksi.
• Konsistensi bahan: PCB multilayer harus menggunakan bahan pabrikan yang sama untuk inti dan prepreg. Menggunakan bahan dari produsen yang berbeda dapat menyebabkan masalah selama laminasi.
• Membungkuk dan memutar: Masalah busur dan putaran dapat muncul jika tembaga tidak terdistribusi secara merata dalam tumpukan multilayer. Untuk alasan ini, desainer PCB harus mendesain semua PCB multilayer secara simetris — tumpukan bobot tembaga, ketebalan prepreg, dan ketebalan inti harus simetris.

Di atas faktor-faktor ini, penting untuk memantau dan merancang emisi PCB dengan cermat. Pastikan untuk mengoptimalkan desain untuk meminimalkan emisi dan menghindari masalah umum dalam desain yang dapat mengakibatkan pengulangan kembali.

Jenis Umum Penumpukan Lapisan PCB

Sekarang setelah Anda mengetahui dasar-dasar desain yang harus diperhatikan dalam tumpukan PCB multilayer, penting untuk mengetahui jenis tumpukan yang tersedia dan cara memilih desain tumpukan yang tepat untuk kebutuhan Anda. Ada lima jenis susunan lapisan PCB — 2-layer, 4-layer, 6-layer, 8-layer dan 10-layer. Berapa banyak lapisan yang Anda butuhkan terutama ditentukan oleh ukuran sirkuit, ukuran papan dan persyaratan EMC untuk papan. Dari sana, Anda dapat menentukan tata letak papan.

Setiap jenis papan dijelaskan secara lebih rinci di bawah ini, bersama dengan kondisi di mana papan tersebut sering digunakan.

2-Lapisan

Sering disebut PCB dua sisi, PCB 2 lapis mungkin merupakan jenis PCB multilayer yang paling umum karena dapat mengakomodasi interkoneksi di kedua sisi. PCB ini terdiri dari tiga lapisan material, dua di antaranya berfungsi:

• Lapisan sinyal: Lapisan atas ini terdiri dari tembaga dengan perkiraan ketebalan 0,0014 (1 oz.) inci hingga 0,0021 inci (2 oz.).
• Inti laminasi: Inti laminasi memisahkan lapisan tembaga atas dan bawah, membuatnya tetap terisolasi. Vias membuat koneksi antara sisi papan.
• Lapisan bawah: Lapisan tembaga kedua ini mirip dengan lapisan sinyal dengan perkiraan ketebalan 0,0014 inci (1 ons) hingga 0,0021 inci (2 ons).

PCB ini tidak mahal dan relatif mudah diproduksi, itulah sebabnya mereka sering lebih disukai daripada desain 4-, 6-, 8-, dan 10-layer dan lebih mahal. Mereka juga sangat fungsional karena tidak ada penundaan propagasi, dan mereka cenderung memiliki lebih sedikit potensi masalah desain dibandingkan dengan opsi tumpukan lainnya.

4-Lapisan

Dalam hal susunan PCB, PCB 4 lapis adalah opsi paling umum kedua di papan multilayer. PCB ini memiliki empat lapisan untuk mengarahkan sinyal listrik. Lapisan-lapisan ini diapit bersama, dengan lapisan atas dan bawah di luar dan dua lapisan dalam yang terkandung di antara mereka. Lapisan atas dan bawah adalah tempat komponen dan perutean ditempatkan. Lapisan dalam, bagaimanapun, tidak dapat membuat koneksi luar, sehingga sering digunakan sebagai bidang daya atau untuk perutean sinyal, yang membantu meningkatkan kualitas sinyal jejak dan mengurangi emisi EMI. Tidak disarankan untuk membuat lapisan sinyal lapisan dalam — jika Anda membutuhkan empat lapisan sinyal, disarankan untuk melihat ke papan 6 lapisan.

Dua lapisan dalam dipisahkan satu sama lain dengan lapisan inti, dan lapisan atas dan bawah dipisahkan dari lapisan dalam dengan prepreg. Ini menghasilkan tumpukan lapisan yang terlihat seperti berikut:

• Lapisan atas
• Sebelum hamil
• Lapisan dalam 1
• Inti
• Lapisan dalam 2
• Sebelum hamil
• Lapisan bawah

Meskipun lebih mahal untuk prototipe dan produksi daripada PCB 2-lapisan, PCB 4-lapisan menyediakan fungsionalitas yang lebih besar secara keseluruhan. Dengan desain yang cermat, mereka juga dapat memberikan integritas sinyal dan kemampuan EMC yang sangat baik.

6-Lapisan

PCB 6-layer secara fungsional adalah PCB 4-layer dengan dua lapisan sinyal tambahan. Secara total, 6-layer stackup mencakup empat lapisan perutean — dua internal dan dua luar — dan dua bidang internal untuk landasan dan daya. Secara keseluruhan, lapisan-lapisan tersebut disusun sebagai berikut:

• Lapisan atas
• Sebelum hamil
• Pesawat darat
• Inti
• Lapisan rute
• Sebelum hamil
• Lapisan rute
• Inti
• Pesawat listrik
• Sebelum hamil
• Lapisan bawah

Desain yang dijelaskan di atas adalah yang paling umum, karena menyeimbangkan pensinyalan berkecepatan tinggi dengan kontrol EMI. Desain mencapai ini dengan menjalankan sinyal berkecepatan tinggi melalui dua lapisan terkubur sambil menjalankan sinyal berkecepatan rendah melalui lapisan permukaan.

Namun, desain ini tidak efektif untuk semua aplikasi. Desain berkecepatan tinggi, misalnya, menjaga ground dan power planes di samping satu sama lain. Desain yang dibuat untuk emisi EMI rendah, di sisi lain, memiliki pesawat darat ekstra untuk membantu melindungi. Jika Anda bertanya-tanya variasi desain apa yang paling sesuai untuk aplikasi Anda, selalu bekerja sama dengan desainer dan pemasok PCB Anda untuk menentukan opsi terbaik.

8-Lapisan

Penumpukan PCB 8 lapis menawarkan lebih banyak opsi daripada papan 6 lapis dengan menambahkan dua lapisan lagi untuk perutean atau kinerja. Ini juga merupakan papan pertama yang terdaftar yang dapat mencapai kelima tujuan untuk desain PCB multilayer.

Penumpukan PCB 8 lapis yang khas menampilkan lapisan daya dan ground di tengah, menawarkan kapasitansi yang baik antar lapisan serta pemisahan antara bidang sinyal kedua dan ketiga untuk melindungi integritas sinyal. Ini menghasilkan susunan PCB 8-lapisan umum yang terlihat seperti berikut:

• Lapisan sinyal 1
• Sebelum hamil
• Pesawat darat
• Inti
• Lapisan sinyal 2
• Sebelum hamil
• Pesawat listrik
• Inti
• Pesawat darat
• Sebelum hamil
• Lapisan sinyal 3
• Inti
• Pesawat listrik
• Sebelum hamil
• Lapisan sinyal 4

PCB ini tidak menampilkan lebih dari empat bidang sinyal — alih-alih menambahkan bidang sinyal, PCB ini memiliki lebih banyak bidang arde dan daya untuk mengoptimalkan kinerja EMC. Meskipun ini mungkin tampak kurang optimal mengingat biaya tambahan untuk membuat 8-lapisan di atas PCB 6-lapisan, ada alasan bagus untuk memilih opsi ini. Sementara PCB 8-lapisan lebih mahal daripada opsi 2-, 4- dan 6-lapisan, persentase peningkatan biaya papan 8-lapisan di atas papan 6-lapisan kurang dari persentase kenaikan biaya papan 6-lapisan. -lapisan papan di atas papan 4 lapis. Peningkatan yang lebih kecil membuat lebih mudah untuk membenarkan kenaikan biaya untuk meningkatkan kinerja emisi.

10-Lapisan

Jika desain Anda membutuhkan enam lapisan perutean, maka Anda harus melihat ke papan 10 lapisan. Tumpukan PCB 10-lapisan memiliki enam lapisan sinyal dan empat bidang, dengan sambungan erat antara bidang sinyal dan bidang balik. Desain 10-lapisan tipikal disusun sebagai berikut:

• Lapisan sinyal 1
• Pesawat darat
• Lapisan sinyal 2
• Lapisan sinyal 3
• Pesawat listrik
• Pesawat darat
• Lapisan sinyal 4
• Lapisan sinyal 5
• Pesawat listrik
• Lapisan sinyal 6

Untuk pengaturan ini, sinyal kecepatan tinggi biasanya diarahkan pada lapisan sinyal internal. Ketika ditumpuk dan dirutekan dengan tepat, pengaturan ini dapat memberikan integritas sinyal yang sangat baik dan kinerja EMC yang hebat. Tidak disarankan untuk mengganti ground atau power plane dengan lapisan sinyal tambahan, karena dapat mengakibatkan kinerja yang buruk.

MCL Adalah Sumber Anda untuk PCB Multilayer Berkualitas

Penumpukan PCB multilayer adalah pilihan yang sangat baik jika Anda membutuhkan peningkatan fungsionalitas pada PCB Anda. Sementara biaya produksi dan kebutuhan desain meningkat dengan setiap lapisan tambahan, pertukaran untuk fungsionalitas dan peningkatan EMC dapat dengan mudah sepadan dengan biayanya, terutama dengan dunia yang semakin padat. Terlepas dari jumlah lapisan yang Anda butuhkan, Anda juga membutuhkan pemasok PCB yang berpengalaman. Sirkuit Milenium dapat membantu.

Millennium Circuits Limited adalah pemimpin industri PCB yang berbasis di Pennsylvania dengan pelanggan di berbagai industri di seluruh dunia. Kami secara konsisten memberikan papan sirkuit cetak berkualitas tinggi kepada pelanggan kami, didukung oleh inovasi, jaminan kualitas, dan keahlian bertahun-tahun di bidangnya. Kami menyediakan papan kaku-fleksibel, papan HDI dan tumpukan, di antara banyak produk terkait PCB lainnya. Tidak peduli berapa banyak lapisan yang Anda cari, Anda dapat mempercayai MCL untuk memasok papan berkualitas setiap saat.

Anda juga dapat bekerja dengan MCL untuk menilai PCB Anda. Kami menawarkan pemeriksaan file PCB gratis dengan setiap pesanan, memastikan bahwa desain Anda bebas dari kesalahan. Kami juga memiliki program kontrol kualitas yang mencakup tim terlatih yang didukung oleh instrumen pengujian dan pengukuran canggih, yang kami gunakan untuk memastikan kesesuaian produk dengan standar IPC A-600 dan persyaratan pelanggan tambahan lainnya.

Sebagai penutup, MCL berkomitmen untuk memberikan layanan terbaik kepada pelanggan kami. Untuk tujuan ini, kami menawarkan perkiraan gratis untuk layanan kami. Selain itu, kami dapat memberi Anda penawaran dalam satu hari kerja. Tujuan kami adalah menjadi satu-satunya pemasok PCB yang Anda perlukan.

Hubungi MCL untuk Penawaran Gratis Hari Ini

Millennium Circuits Limited memasok berbagai macam PCB dan produk PCB, termasuk papan sirkuit multilayer. Untuk informasi lebih lanjut tentang susunan PCB dan opsi yang dapat ditawarkan MCL, Anda dapat berbicara dengan tim spesialis MCL. Hubungi Millennium Circuits hari ini jika ada pertanyaan tentang stackup multilayer.