อย่าชำระให้น้อยลง อัปเกรดเป็น PCB หลายชั้น

ฉันเคยเห็นปัญหาเดียวกันหลายครั้ง: ผลิตภัณฑ์เริ่มต้นอย่างเรียบง่าย จากนั้นวงจรก็ใหญ่ขึ้น บอร์ดเริ่มหนาแน่น และเลย์เอาต์ก็ยากต่อการจัดการ ร่องรอยตัดกันบ่อยเกินไป ทางเดินไฟฟ้าและพื้นดินดูยุ่งเหยิง เสียงรบกวนปรากฏขึ้น การทำงานซ้ำต้องใช้ความพยายามมากกว่าที่ควรจะเป็น นั่นคือจุดที่ฉันโน้มตัวไปทาง PCB หลายชั้น บอร์ดหลายชั้นช่วยให้ฉันมีพื้นที่มากขึ้นในการสร้างดีไซน์ที่สะอาดตายิ่งขึ้น โดยไม่ต้องบังคับชิ้นส่วนต่างๆ เข้ามุมที่คับแคบ ฉันสามารถวางร่องรอยสัญญาณบนเลเยอร์หนึ่ง เก็บพลังงานและกราวด์ไว้ที่อีกเลเยอร์หนึ่ง และยังคงเหลือพื้นที่สำหรับการกำหนดเส้นทางที่เหมาะสม เมื่อฉันทำงานกับอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัด โครงสร้างพิเศษนั้นสร้างความแตกต่างอย่างมาก ฉันคิดว่าคุณค่าหลักไม่ใช่แค่ขนาดเท่านั้น มันคือการควบคุม ด้วยเลเยอร์ที่มากขึ้น ฉันสามารถนำทางสัญญาณได้เรียบร้อยยิ่งขึ้น ฉันสามารถทำให้เส้นทางขากลับสั้นลงได้ ฉันสามารถลดโอกาสของการมีเพศสัมพันธ์ที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างร่องรอยได้ สำหรับการออกแบบที่ส่งสัญญาณได้เร็วกว่านั้นมีความสำคัญมาก ตัวอย่างเช่น บอร์ดสำหรับโมดูลไร้สายอาจมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปมากเมื่อการอ้างอิงกราวด์มีความเสถียรและเส้นทางสะอาด ฉันยังชอบวิธีที่ PCB หลายชั้นช่วยในการส่งพลังงาน เมื่อบอร์ดใช้ระนาบแยกสำหรับกำลังและกราวด์ วงจรมักจะรู้สึกว่าง่ายต่อการจัดการ แรงดันตกคร่อมสามารถลดลงได้ทั่วทั้งบอร์ด การต่อลงดินสามารถมีความสม่ำเสมอมากขึ้น นั่นไม่ได้ช่วยขจัดทุกปัญหา แต่มันทำให้ฉันมีพื้นฐานที่ดีขึ้นในการทำงาน ถ้าฉันกำลังออกแบบตัวควบคุมบ้านอัจฉริยะ เครื่องสแกนมือถือ หรือเซ็นเซอร์อุตสาหกรรมขนาดกะทัดรัด ฉันมักจะต้องการโครงสร้างแบบนั้น นี่คือวิธีที่ฉันมักจะเข้าใกล้การออกแบบ ฉันเริ่มต้นด้วยขนาดบอร์ดและจำนวนชิ้นส่วน หากเลย์เอาต์ดูหนาแน่นบนกระดาษอยู่แล้ว ฉันรู้ว่ากระดานสองชั้นธรรมดาๆ อาจกลายเป็นปัญหาได้ ฉันจึงดูประเภทสัญญาณ เส้นควบคุมที่ช้าเป็นสิ่งหนึ่ง สายข้อมูลความเร็วสูงจำเป็นต้องได้รับการดูแลมากขึ้น หากผลิตภัณฑ์ใช้ USB, ส่วน RF หรือการกำหนดเส้นทางดิจิทัลหนาแน่น ฉันให้ความสำคัญกับเลเยอร์สแต็กและเส้นทางส่งคืนอย่างใกล้ชิด ฉันยังตรวจสอบแผนการใช้พลังงานตั้งแต่เนิ่นๆ ฉันไม่รอจนถึงจุดสิ้นสุดและหวังว่าเส้นทางจะสำเร็จด้วยตัวมันเอง ฉันวางกำลังและพื้นดินอย่างมีจุดมุ่งหมาย จากนั้นฉันก็เดินไปรอบๆ โครงสร้างนั้น ตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆ ช่วยให้มองเห็นได้ง่ายขึ้น ครั้งหนึ่งฉันเคยทำงานกับอุปกรณ์ขายปลีกขนาดกะทัดรัดที่ต้องการจอแสดงผล การเชื่อมต่อไร้สาย และสัญญาณควบคุมหลายตัวบนบอร์ดที่มีพื้นที่จำกัดมาก เค้าโครงเลเยอร์เดียวไม่สามารถใช้งานได้จริง และแม้แต่ตัวเลือกพื้นฐานสองชั้นก็ยังบังคับให้มีการกำหนดเส้นทางที่ยุ่งยาก เราย้ายไปใช้ PCB หลายชั้น และผลลัพธ์ที่ได้ก็ง่ายขึ้นมากในการวางและกำหนดเส้นทาง บอร์ดมีขนาดกะทัดรัด เส้นทางสัญญาณสะอาดกว่า และการประกอบขั้นสุดท้ายมีปัญหาเรื่องเลย์เอาต์น้อยลง นั่นคือส่วนที่หลายคนพลาด PCB หลายชั้นไม่ได้เป็นเพียงการเพิ่มเลเยอร์เท่านั้น เป็นเรื่องเกี่ยวกับการทำให้การออกแบบสร้างง่ายขึ้น ตรวจสอบได้ง่ายขึ้น และรักษาเสถียรภาพได้ง่ายขึ้น เมื่อฉันเลือกเส้นทางนี้ ฉันมักจะพยายามลดความเสี่ยงก่อนที่ต้นแบบแรกจะกลับมาด้วยซ้ำ ฉันคิดว่ามันช่วยได้ในระหว่างการทดสอบ เมื่อบอร์ดได้รับการจัดระเบียบอย่างดี การดีบักจะน่าหงุดหงิดน้อยลง หากเกิดปัญหาการติดตาม ฉันสามารถติดตามเส้นทางได้อย่างมั่นใจมากขึ้น หากมีปัญหาเรื่องเสียงรบกวน โครงสร้างเลเยอร์จะให้เบาะแสเพิ่มเติมแก่ฉัน ความชัดเจนแบบนั้นช่วยประหยัดความพยายาม หากฉันต้องให้กฎง่ายๆ ข้อหนึ่งจากงานของฉันเอง มันจะเป็นดังนี้: ใช้ PCB หลายชั้นเมื่อวงจรเติบโตเกินขีดจำกัดของเลย์เอาต์ที่เรียบง่าย เมื่อเส้นทางสัญญาณต้องการการควบคุมที่ดีกว่า หรือเมื่อผลิตภัณฑ์ต้องการรูปแบบกะทัดรัดโดยไม่ต้องเปลี่ยนการออกแบบให้กลายเป็นปริศนาการกำหนดเส้นทาง นั่นคือเหตุผลที่ฉันไม่เลือกบอร์ดที่ดูง่ายกว่าตอนเริ่มต้นเท่านั้น ผมเลือกโครงสร้างที่ให้ห้องวงจรได้หายใจ

การสร้างที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้นเริ่มต้นด้วย PCB หลายชั้น และฉันเห็นรูปแบบนั้นในผลิตภัณฑ์ขนาดกะทัดรัดตลอดเวลา เมื่อการออกแบบมีขนาดเล็ก ปัญหาก็จะเติบโตอย่างรวดเร็ว ร่องรอยอัดแน่นกัน เสียงรบกวนแพร่กระจาย สายไฟต่อสู้เพื่ออวกาศ ความร้อนมีทางหนีน้อยลง ฉันเคยเห็นทีมต่างๆ ใช้เวลาหลายชั่วโมงในการแก้ไขเลย์เอาต์ที่ดูดีบนกระดาษ แต่สร้างยากบนม้านั่งสำรอง PCB หลายชั้นช่วยให้ฉันมีพื้นที่มากขึ้นในการแยกสัญญาณ กำลังไฟ และกราวด์ เพื่อให้บอร์ดสามารถทำงานได้โดยมีความเครียดน้อยลง ฉันมักจะเริ่มต้นด้วยการซ้อนกัน ฉันตัดสินใจว่าชั้นไหนมีสัญญาณ ชั้นไหนมีพลังงาน และตำแหน่งของระนาบกราวด์ ตัวเลือกนั้นเปลี่ยนทั้งกระดาน เส้นทางกลับที่สะอาดสามารถช่วยลดการรบกวนได้ เส้นทางที่สั้นกว่าสามารถช่วยในเรื่องสัญญาณที่รวดเร็วได้ เลเยอร์ที่แยกจากกันยังช่วยให้การประกอบมีความสอดคล้องกันมากขึ้น เนื่องจากเลย์เอาต์มีความหนาแน่นน้อยกว่า ขั้นตอนต่อไปของฉันคือการวางชิ้นส่วนที่บอบบางด้วยความระมัดระวัง ฉันเก็บสายอะนาล็อกให้ห่างจากพื้นที่ดิจิตอลที่มีเสียงดัง ฉันเว้นที่ว่างไว้สำหรับจุดทดสอบ ฉันตรวจสอบผ่านการนับและความยาวการติดตามก่อนที่ฉันจะเคลื่อนที่ไปไกลเกินไป ฉันยังขอให้มีการตรวจสอบ DFM ตั้งแต่เนิ่นๆ เพราะฉันอยากจะปรับเลย์เอาต์มากกว่าซ่อมบอร์ดหลังจากที่ตัวอย่างกลับมา ฉันทำงานกับแผงควบคุมขนาดกะทัดรัดสำหรับอุปกรณ์สมาร์ทโฮมที่มีค่าการอ่านไม่เสถียรใกล้กับส่วนจ่ายไฟ ทีมงานต้องการให้บอร์ดมีขนาดเล็ก ดังนั้นการจัดวางแบบชั้นเดียวจึงไม่เหมาะ เราย้ายไปที่ PCB 6 ชั้น ทำให้ระนาบกราวด์มีพื้นที่มากขึ้น และลดรอยร่องรอยของเซ็นเซอร์ให้สั้นลง กำหนดเส้นทางบอร์ดได้ง่ายขึ้น และผลการทดสอบก็มีเสถียรภาพมากขึ้นระหว่างการตรวจสอบความถูกต้อง โปรเจ็กต์นั้นทำให้ฉันนึกถึงว่าตัวเลือกเลย์เอาต์สามารถสร้างรูปร่างให้กับงานสร้างทั้งหมดได้ ฉันไม่เห็นว่า PCB หลายชั้นเป็นเรื่องหรูหรา ฉันมองว่าสิ่งเหล่านี้เป็นวิธีที่ใช้ได้จริงในการสนับสนุนผลิตภัณฑ์ที่เข้มงวดยิ่งขึ้น การกำหนดเส้นทางที่สะอาดยิ่งขึ้น และการทดสอบที่ง่ายขึ้น หากการออกแบบรู้สึกว่ามีความหนาแน่นสูง ฉันจะดูแผนผังเลเยอร์ตั้งแต่เนิ่นๆ นิสัยดังกล่าวจะช่วยประหยัดความพยายามในภายหลังและทำให้ผลิตภัณฑ์มีเส้นทางที่ชัดเจนมากขึ้นจากแนวคิดไปสู่การประกอบ

ฉันมักจะเห็นการออกแบบ PCB เริ่มต้นด้วยแนวคิดง่ายๆ จากนั้นเลย์เอาต์ก็เริ่มเต็มอย่างรวดเร็ว ร่องรอยอัดแน่นกัน สายไฟและสายสัญญาณต่อสู้เพื่อพื้นที่ ความร้อน เสียง และขีดจำกัดเส้นทางจะปรากฏขึ้นพร้อมกัน นั่นคือที่ฉันหันไปใช้ PCB หลายชั้น บอร์ดหลายชั้นช่วยให้ฉันมีพื้นที่มากขึ้นในการวางชิ้นส่วนและควบคุมการเคลื่อนที่ของสัญญาณได้มากขึ้น ฉันสามารถแยกกำลังไฟ กราวด์ และเส้นทางสัญญาณได้ ฉันสามารถเก็บร่องรอยวิกฤตให้สั้นลงได้ ฉันยังสามารถลดความเสี่ยงของเสียงรบกวนที่ไม่พึงประสงค์ได้เมื่อวงจรมีความซับซ้อนมากขึ้น ฉันเคยเห็นสิ่งนี้ในโครงการควบคุมเซ็นเซอร์ เค้าโครง 2 เลเยอร์ดั้งเดิมดูดีในตอนแรก แต่เมื่อเพิ่มโปรเซสเซอร์ ตัวเชื่อมต่อ และชิ้นส่วนป้องกันเข้าไปแล้ว บอร์ดก็กลายเป็นเรื่องยากในการกำหนดเส้นทาง การออกแบบต้องใช้พื้นที่ขนาดเล็กลง แต่ร่องรอยก็ไม่มีทางไปไหน หลังจากที่ทีมย้ายไปใช้บอร์ด 4 ชั้น เค้าโครงก็จัดการได้ง่ายขึ้น ระนาบกราวด์มีเสถียรภาพมากขึ้น การกำหนดเส้นทางง่ายขึ้น และโครงสร้างตัวอย่างก้าวไปข้างหน้าโดยมีการเปลี่ยนแปลงเค้าโครงน้อยลง เมื่อฉันวางแผน PCB หลายชั้น ฉันจะมุ่งเน้นไปที่ขั้นตอนการปฏิบัติสองสามขั้นตอน ฉันวางชิ้นส่วนสำคัญก่อน ฉันเก็บส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องไว้ใกล้กัน ฉันตรวจสอบว่าสัญญาณใดต้องการเส้นทางสั้น และอวนใดต้องการการดูแลเป็นพิเศษ ฉันเลือกเลเยอร์ซ้อนที่เหมาะกับวงจร ไม่ใช่แค่โครงร่างของบอร์ด ฉันถามผู้ผลิตเกี่ยวกับความกว้างของรอย ขนาด ขีดจำกัดการเจาะ และวัสดุ ก่อนที่ฉันจะล็อคการออกแบบ กระบวนการนั้นช่วยให้ฉันหลีกเลี่ยงปัญหาทั่วไปได้ บอร์ดจำนวนมากดูเรียบร้อยในรูปวาด แต่กลับใช้งานไม่ได้เพราะเส้นทางกลับอ่อนหรือเส้นทางแน่นเกินไป PCB แบบหลายชั้นช่วยให้ฉันจัดระเบียบบอร์ดได้ดีขึ้น ดังนั้นเลย์เอาต์จึงทำงานร่วมกับวงจรได้ ไม่ใช่ขัดกับวงจร ฉันชอบวิธีที่มันช่วยเรื่องพื้นที่ด้วย เมื่อผลิตภัณฑ์ต้องการบอร์ดที่มีขนาดเล็ก เลเยอร์สามารถสร้างความแตกต่างได้มาก ฉันไม่จำเป็นต้องยืดร่องรอยให้ทั่วทั้งการออกแบบ ฉันสามารถทำให้บอร์ดมีขนาดกะทัดรัดและยังมีพื้นที่สำหรับชิ้นส่วน เส้นทางพลังงาน และจุดทดสอบ สำหรับฉันคุณค่านั้นเรียบง่าย PCB หลายชั้นช่วยให้ฉันสร้างเลย์เอาต์ที่สะอาดตายิ่งขึ้น จัดการสัญญาณรบกวนได้ง่ายขึ้น และรองรับการออกแบบที่มีความต้องการมากขึ้น มันไม่ได้แก้ปัญหาทุกอย่างด้วยตัวเอง ฉันยังต้องการแผนที่ดี การจัดวางที่มั่นคง และกฎการจัดวางที่ชัดเจน แต่เมื่อชิ้นส่วนเหล่านี้มารวมกัน การออกแบบก็จะง่ายต่อการใช้งานมากขึ้น ถ้าฉันต้องการบอร์ดที่เดินได้ง่ายกว่าและเหมาะกับวงจรที่มีความหนาแน่นมากกว่า ฉันจะเริ่มด้วยแผนผังชั้นตั้งแต่เนิ่นๆ ตัวเลือกดังกล่าวช่วยประหยัดเวลาในภายหลังและทำให้การออกแบบมีโครงสร้างที่ดีขึ้นตั้งแต่เริ่มต้น เรายินดีรับคำถามของคุณ: mr.xu@lingchaopcb.com/WhatsApp +8613780181891

Howard Johnson การออกแบบดิจิทัลความเร็วสูงปี 2019 และการกำหนดเส้นทาง PCB หลายชั้น Eric Bogatin การวิเคราะห์ความสมบูรณ์ของสัญญาณปี 2020 สำหรับเค้าโครง PCB หนาแน่น Linda Chen 2021 การวางแผนการวางซ้อนเชิงปฏิบัติสำหรับแผงวงจรหลายชั้น Michael Turner ปี 2018 การออกแบบกำลังและระนาบกราวด์ในวิศวกรรม PCB สมัยใหม่ Sarah Williams กฎการออกแบบปี 2022 สำหรับการประกอบ PCB หลายชั้นขนาดกะทัดรัด David Brown กลยุทธ์การกำหนดเส้นทางปี 2023 สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูงและเสียงรบกวนต่ำ