Impilamento degli strati

Perché l’impilamento?

Lo sviluppo irreversibile dell’elettronica moderna ha spinto sempre più i PCB verso requisiti quali miniaturizzazione, leggerezza, alta velocità, migliore funzionalità e affidabilità, e una maggiore durata, il che ha portato alla diffusione dei PCB multistrato. Combinando due o più PCB monofaccia e/o bifaccia mediante un tipo di adesivo semisolido chiamato “prepreg”, questi vengono impilati insieme per generare PCB multistrato attraverso connessioni reciproche affidabili e predefinite tra di essi. In un PCB multistrato sono presenti tre o più strati conduttivi, con due strati esterni e uno strato sintetizzato nella scheda isolante. Con l’aumento della complessità e della densità dei PCB, è possibile che si verifichino alcuni problemi, come rumore, capacità parassita e diafonia, quando la disposizione degli strati risulta progettata in modo inefficiente.

La pianificazione di uno stack-up multistrato ottimale è uno degli elementi più importanti per determinare le prestazioni di Compatibilità Elettromagnetica (EMC) di un prodotto. Uno stack-up di strati ben progettato può sia ridurre al minimo la radiazione sia impedire che il circuito venga disturbato da sorgenti di rumore esterne. Substrati PCB ben impilati possono anche ridurre il diafonia del segnale e i problemi di disadattamento di impedenza. Tuttavia, uno stack-up inferiore può far aumentare la radiazione EMI (Interferenza Elettromagnetica), poiché le riflessioni e il ringing nel sistema, risultanti da un disadattamento di impedenza, possono ridurre drasticamente le prestazioni e l’affidabilità dei prodotti. Questo articolo si concentra quindi sulla definizione dello stack-up degli strati, sulle sue regole di progettazione e sulle considerazioni essenziali.

Che cos'è lo stack-up?

Lo stack-up si riferisce alla disposizione degli strati di rame e degli strati isolanti che costituiscono un PCB prima della progettazione del layout della scheda. Sebbene uno stack-up di strati consenta di inserire più circuiteria su una singola scheda attraverso i vari strati del PCB, la struttura della progettazione dello stack-up del PCB offre molti altri vantaggi:
• Uno stackup di strati PCB può aiutarti a ridurre al minimo la vulnerabilità del tuo circuito ai disturbi esterni, nonché a ridurre le radiazioni e a diminuire i problemi di impedenza e diafonia nei layout PCB ad alta velocità.
• Un buon stack-up di PCB multistrato può anche aiutarti a bilanciare la necessità di metodi di produzione economici ed efficienti con le problematiche legate all’integrità del segnale
• Il corretto stackup degli strati del PCB può anche migliorare la compatibilità elettromagnetica del tuo progetto.

Molto spesso sarà a tuo vantaggio adottare una configurazione PCB impilata per le tue applicazioni basate su circuiti stampati.

Per i PCB multistrato, gli strati generali includono il piano di massa (piano GND), il piano di alimentazione (piano PWR) e gli strati di segnale interni. Ecco un esempio di stackup di un PCB a 8 strati.

Struttura degli strati PCB - PCBCart

In conformità con questa figura, è chiaramente evidente che la distribuzione degli strati nei PCB segue una struttura simmetrica o bilanciata. Oltre alla distribuzione degli strati, anche la distanza tra gli strati deve essere presa seriamente in considerazione. Per soddisfare il requisito di miniaturizzazione, è necessario ottenere la spaziatura minima delle tracce durante la pianificazione dello stack-up degli strati. Lo spazio tra gli strati può essere costituito da core o da prepreg. Le schede multistrato di solito sono composte da uno o più core e prepreg. I core sono costituiti da fogli laminati in epossidica rinforzata con fibra di vetro placcati in rame. Lo spessore del core varia da 0,1 mm a 0,3 mm.

Il termine comune “prepreg” indica un tessuto di rinforzo che è stato pre-impregnato con un sistema di resina. Questo sistema di resina (tipicamente epossidica) include già il corretto agente indurente. La funzione principale del prepreg è impilare tutti gli strati in un’unica scheda tramite alta temperatura. La tabella seguente mostra le proprietà fisiche e chimiche delle principali categorie di prepreg, cioè 7628, 2116 e 1080.

In realtà, lo spessore di ciascun tipo di prepreg non è sempre stabile e vengono effettuate regolazioni per soddisfare specifiche esigenze di spessore del PCB. Alcuni fattori devono essere presi in considerazione quando si determina il numero di prepreg, tra cui lo spessore dello strato interno, il requisito di spessore previsto dal design del prodotto o dalle esigenze della tecnologia di produzione, le caratteristiche del prepreg, le prestazioni pratiche e lo spessore effettivo dopo la prova di impilamento. L’immagine sottostante mostra un esempio di PCB a 4 strati, di cui sono rappresentate la distribuzione degli strati e lo spessore.

In questo esempio, poiché lo spessore del rame è stabile,Produttore di PCBregolerà lo spessore del prepreg e del core per soddisfare il requisito di spessore. Ci sono 2 metodi per essere compatibili con la regolazione menzionata sopra.
•Scostamento interstrato. La scanalatura di recessione della resina viene utilizzata nel design del lato scheda al posto del pad a flusso strozzato. Per quanto riguarda il posizionamento dello stack-up, il metodo a caldo con fusione più rivetto più perno di centraggio può essere utilizzato per risolvere il problema dello sfalsamento dello stack-up.
•Misurazione dell'impilamentoNel processo di disposizione del circuito stampato, è possibile aggiungere pad in silicone, insieme all’ausilio di una piastra epossidica, in modo che la pressione rimanga bilanciata, il che può sia contribuire a eliminare le macchie dovute all’impilamento sia controllare efficacemente l’uniformità dello spessore della scheda.

In base alle caratteristiche chimiche e fisiche del prepreg, puoi stimare lo spessore o il peso del rame del circuito stampato finale tramite un semplice calcolo.

Per ottenere uno spessore specifico del prepreg, è necessario combinare diversi tipi di prepreg per raggiungere lo spessore richiesto. Ad esempio, lo spessore di 0,14 mm deriva dalla combinazione di due fogli di prepreg 1080, mentre quello di 0,19 mm dalla combinazione di prepreg 2116 e 1080.

Struttura standard degli strati PCB di PCBCart

PCBCart forniscecircuiti stampati multistratocon strati nel range da 4 a 32 strati, spessore della scheda da 0,4 mm a 3,2 mm, spessore del rame da 18 μm a 210 μm (da 0,5 oz a 6 oz), spessore del rame dello strato interno da 18 μm a 70 μm (da 0,5 oz a 2 oz) e spaziatura minima tra gli strati fino a 3 mil.

Le seguenti immagini presentano lo stack-up comunemente utilizzato da PCBCart perServizio PCB standard. L'effettivo stack-up degli strati sarà determinato dal materiale del PCB e da molti altri elementi. Se hai requisiti speciali per lo stack-up degli strati del PCB, invia via e-mail lo spessore del tuo circuito stampato e il numero di strati. Condivideremo di conseguenza lo stack-up corrispondente.

Nota: il nostro servizio di prototipazione PCB offre possibilità limitate per stackup di strati personalizzati. Se la tua applicazione richiede uno stack-up di strati specifico, ti consigliamo il servizio PCB standard.

Una configurazione di stackup di strati comunemente utilizzata per PCB a 4 strati

Comunemente usatoStruttura degli strati per PCB a 6 strati

Una pila di strati comunemente utilizzata per PCB a 8 strati

Una struttura di strati comunemente utilizzata per PCB a 10 strati

Una struttura di strati comunemente utilizzata per PCB a 12 strati

Scegli PCBCart per le tue esigenze di stack-up degli strati PCB

Se ti piace l’idea dell’impilamento PCB per le tue applicazioni elettroniche, il posto MIGLIORE a cui rivolgerti per la struttura degli strati è PCBCart. Offriamo una soluzione completa chiavi in mano per tutto ciò che riguarda i PCB. Possiamo aiutarti con:
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Con oltre vent’anni di esperienza nel settore della produzione di circuiti stampati, puoi essere certo che PCBCart è un nome su cui puoi fare affidamento per i tuoi PCB multistrato e per tutte le tue esigenze relative ai PCB. Eccelliamo per rapidità di evasione degli ordini, qualità e valore a un livello che altri produttori di circuiti stampati non possono eguagliare. I nostri PCB standard soddisfano il rigoroso standard di qualità IPC2 e la nostra azienda è pienamente conforme alla norma ISO9001:2008. Preferisci discutere con noi delle tue esigenze di stackup degli strati PCB?Contattaci qui.Oppure fai clic sul pulsante qui sotto per ottenere un preventivo PCB online

Preventivo per la fabbricazione di PCB con stackup di strati personalizzato

Risorse utili
•Composizione del PCB e guida alla selezione dei materiali
•Fattori che determinano il numero di strati e la distribuzione degli strati nei PCB
•Vantaggi e applicazioni dei PCB multistrato
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