Въведение
При производството и проектирането на PCBA от висок клас инженерите често подчертават един ключов принцип: високо{1}}скоростните и чувствителни сигнали трябва да се насочват към вътрешните слоеве, когато е възможно. Много хора, които са нови в дизайна на печатни платки, са склонни да тълкуват тази практика просто като средство за „намаляване на смущенията“, но в действителност значението на маршрутизирането на вътрешния -слой се простира далеч отвъд контрола на EMI. За съвременното производство на PCBA с висока -плътност маршрутизирането на чувствителни сигнали по вътрешните слоеве по същество е цялостна стратегия за физическа защита. Особено тъй като сложността на високо-комуникациите, промишленото управление и автомобилната електроника продължава да се увеличава, рисковете, свързани с маршрутизирането на външния-слой, вече не се ограничават до проблеми с шума на сигнала, но също така включват надеждност, стабилност и дългосрочна-приспособимост към околната среда. Следователно, в нарастващ брой проекти за производство на PCBA с висока{11}}надеждност, маршрутизирането на основните сигнали на вътрешните слоеве се превърна във основен принцип на проектиране.
Следите от външния -слой са естествено изложени на сложни среди
След като производството на PCBA приключи, следите от външния -слой на PCB са директно изложени на въздуха и външната среда. Дори когато повърхността на PCB е покрита с маска за запояване, следите все още могат да бъдат засегнати от влага, замърсители, механично триене и статично електричество. Особено в промишлено оборудване, външни терминали и среда с висока-влажност, йонното замърсяване във въздуха, кондензацията и дори частиците прах могат да попречат на чувствителните сигнали на външния-слой. За разлика от това, следите от вътрешния -слой са естествено затворени от субстрата на PCB, образувайки физическа изолираща бариера. Тази структура значително намалява прякото въздействие на външната среда върху чувствителните сигнали.
Маршрутизирането на вътрешния -слой осигурява по-стабилна референтна равнина
При проектирането и производството на PCBA стабилността на сигнала до голяма степен зависи от целостта на обратния път. Ако чувствителните сигнали се насочват директно към външните слоеве, тяхната референтна равнина лесно се влияе от шлифовани медни прорези, разположение на компоненти и околни следи. За разлика от това, следите на вътрешния -слой обикновено могат да се движат в съседство с непокътнат GND слой или захранващ слой. Това не само съкращава обратния път, но и осигурява по-стабилен импеданс. За проекти за производство на DDR, високо-скоростен диференциал и RF PCBA, предимствата на тази структура са особено очевидни. Много-проблеми с високоскоростния сигнал не са основно причинени от „твърде висока честота“, а по-скоро от неконтролирани обратни пътища, произтичащи от прекъсната референтна равнина.
Следите от външния -слой са по-податливи на механични повреди
По време на действителното производство на PCBA и последващите процеси на сглобяване, повърхността на PCB е подложена на често боравене. Дейности като отделяне на панели, тестване, сглобяване, ремонт и транспортиране увеличават риска от повреда на следите на външния-слой. Това е особено вярно за печатни платки с висока-плътност, където финото{4}}разстояние между следите става все по-тясно. Ако чувствителните сигнали се насочват директно към външните слоеве, дори незначителни драскотини, остатъци от спойка или контакт с инструменти могат да компрометират стабилността на следите. За разлика от това, следите на вътрешния-слой-вградени в печатната платка-не са директно изложени на механично боравене, което води до по-висока дългосрочна-надеждност. Това е ключова причина, поради която много военни и автомобилни проекти за производство на PCBA наблягат на маршрутизирането на критични следи върху вътрешните слоеве.
Структурите на вътрешния -слой предлагат по-големи предимства за контрол на EMI
В областта на производството на PCBA проблемите с EMI отдавна са основно предизвикателство при високо{0}}проектирането. Тъй като следите от външния -слой са директно изложени, те са по-склонни да се превърнат в източници на електромагнитно излъчване. Това е особено вярно за високо-скоростни часовникови сигнали, RF сигнали и високо-скоростни диференциални двойки. Ако се насочат директно към външните слоеве, тяхната излъчена енергия е по-вероятно да се разпространи навън. За разлика от това, следите от вътрешни-слоеве, заобиколени от горния и долния референтни слоеве, образуват структура, подобна на „екранирана кухина“. Тази структура значително намалява изтичането на сигнал. В същото време прави по-трудно свързването на външни електромагнитни смущения директно със следите на вътрешния -слой. Следователно, при високоскоростния дизайн на печатни платки, голям брой основни сигнали са с приоритет за поставяне на вътрешните слоеве.
Маршрутизирането на вътрешния-слой спомага за подобряване на устойчивостта към ESD
Проблемите с електростатичния разряд (ESD) винаги са били особено коварни при производството на PCBA. Много продукти работят нормално по време на лабораторни тестове, но могат да се повредят поради моментни ESD смущения по време на реална употреба на място. Ако чувствителните вериги са разположени на повърхността на PCB, ESD енергията може по-лесно да се свърже директно в сигналната мрежа. За разлика от това, тъй като веригите на вътрешния -слой са изолирани от субстрата на PCB, пътят за електростатично разреждане е значително по-дълъг. Това означава, че ESD енергията се отслабва от материала на субстрата, преди да достигне чувствителните сигнали. Следователно, в PCBA продукти, свързани с промишлено управление, медицинско оборудване и-комуникации, критичните контролни сигнали обикновено не са изложени на външните слоеве.
Високоскоростните-продукти стават все по-зависими от вътрешното{1}}маршрутизиране
Тъй като високо{0}}скоростните интерфейси продължават да се развиват, изискванията за целостта на сигнала при производството на PCBA стават все по-строги. Например PCIe, USB4, DDR5 и високо-скоростните SerDes вериги изискват непрекъснатост на изключително висок импеданс. Ако тези сигнали се насочват към външните слоеве, те са податливи на промени във въздушния диелектрик, дебелината на маската на спойка и външни фактори на околната среда. За разлика от това, диелектричната структура на вътрешните слоеве е по-стабилна и предлага по-голяма управляемост. Следователно високо{8}}дизайнът на печатни платки обикновено включва стриктно планиране-нагоре, за да се даде приоритет на разполагането на диференциалните двойки на ядрото между вътрешните референтни слоеве. Този подход не само подобрява качеството на сигнала, но също така намалява риска от последващо отстраняване на EMC.
Маршрутизирането на вътрешния{0}}слой не е просто въпрос на „скриване“ на следите
Много хора вярват, че маршрутизирането на чувствителни сигнали по вътрешните слоеве е единствено с цел „скриване на следите“. Въпреки това, от гледна точка на действителното производство на PCBA, той наистина адресира проблеми със стабилността на системно-ниво. Аспекти като имунитет към смущения, физическа защита, контрол на импеданса, ESD защита и дългосрочна-надеждност на околната среда се възползват като резултат. Особено при високо-надеждните електронни продукти, маршрутизирането на вътрешния-слой вече не е просто оптимизация на дизайна, а основно изискване за стабилност на системата. Много случайни повреди, които е трудно да се отстранят по-късно, всъщност се коренят в проблеми, поставени по време на фазата на проектиране на печатни платки.
В областта на производството на PCBA, маршрутизирането на чувствителни сигнали по вътрешните слоеве не е просто „практика от висок-клас“, а по-скоро логика на проектиране за надеждност, родена от дългосрочен-инженерен опит. Тъй като електронните продукти стават по-бързи и техните структури по-сложни, физическата защита и стабилността на сигнала вече не могат да се обсъждат изолирано.
Фирмен профил
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. произвежда и изнася различни малки машини за избор и поставяне от 2010 г. Възползвайки се от нашите собствени богати опитни научноизследователски и развойни дейности, добре обучено производство, NeoDen печели страхотна репутация от клиентите по целия свят.
с глобално присъствие в над 130 страни, отличната производителност, висока точност и надеждност на NeoDen PNP машините ги правят перфектни за научноизследователска и развойна дейност, професионално създаване на прототипи и производство на малки до средни партиди. Ние предлагаме професионално решение за SMT оборудване на едно място.
В нашата глобална екосистема ние си сътрудничим с нашите най-добри партньори, за да предоставим по-заключително обслужване на продажбите, високо професионална и ефективна техническа поддръжка.
Вярваме, че страхотните хора и партньори правят NeoDen страхотна компания и че нашият ангажимент към иновациите, разнообразието и устойчивостта гарантира, че SMT автоматизацията е достъпна за всеки любител навсякъде.