การแนะนำ
ในการผลิตและการออกแบบ PCBA ระดับสูง- วิศวกรมักจะเน้นหลักการสำคัญประการหนึ่ง นั่นคือ-ความเร็วสูงและสัญญาณที่มีความละเอียดอ่อนควรถูกส่งไปบนชั้นในทุกครั้งที่เป็นไปได้ หลายๆ คนที่เพิ่งเริ่มออกแบบ PCB มักจะตีความแนวทางปฏิบัตินี้ง่ายๆ ว่าเป็น "การบรรเทาสัญญาณรบกวน" แต่ในความเป็นจริงแล้ว ความสำคัญของ-การกำหนดเส้นทางเลเยอร์ภายในนั้นขยายไปไกลเกินกว่าการควบคุม EMI สำหรับการผลิต PCBA ความหนาแน่นสูง-สมัยใหม่ การกำหนดเส้นทางสัญญาณที่ละเอียดอ่อนบนชั้นในถือเป็นกลยุทธ์การป้องกันทางกายภาพที่ครอบคลุม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความซับซ้อนของการสื่อสารความเร็วสูง- การควบคุมทางอุตสาหกรรม และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ยังคงเพิ่มขึ้น ความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการกำหนดเส้นทางชั้นนอก-จึงไม่ได้จำกัดอยู่ที่ปัญหาสัญญาณรบกวนอีกต่อไป แต่ยังเกี่ยวข้องกับความน่าเชื่อถือ ความเสถียร และ-ความสามารถในการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมในระยะยาว ดังนั้น ในโครงการการผลิต PCBA ที่มีความน่าเชื่อถือสูง-จำนวนเพิ่มมากขึ้น การกำหนดเส้นทางสัญญาณหลักบนชั้นในจึงกลายเป็นหลักการออกแบบพื้นฐาน
ร่องรอยชั้นนอก-จะถูกเปิดเผยโดยธรรมชาติในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน
เมื่อการผลิต PCBA เสร็จสิ้น -ร่องรอยชั้นนอกของ PCB จะถูกสัมผัสโดยตรงกับอากาศและสภาพแวดล้อมภายนอก แม้ว่าพื้นผิว PCB จะถูกปิดด้วยหน้ากากประสาน ร่องรอยก็ยังอาจได้รับผลกระทบจากความชื้น สิ่งปนเปื้อน แรงเสียดทานทางกล และไฟฟ้าสถิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์อุตสาหกรรม อาคารผู้โดยสารภายนอก และสภาพแวดล้อมที่มี-ความชื้นสูง การปนเปื้อนของไอออนิกในอากาศ การควบแน่น และแม้แต่อนุภาคฝุ่นก็สามารถรบกวนสัญญาณชั้นนอก-ที่ละเอียดอ่อนได้ ในทางตรงกันข้าม ร่องรอยของชั้นใน-นั้นถูกปิดล้อมโดยธรรมชาติด้วยซับสเตรต PCB ซึ่งก่อให้เกิดอุปสรรคในการแยกทางกายภาพ โครงสร้างนี้ช่วยลดผลกระทบโดยตรงของสภาพแวดล้อมภายนอกต่อสัญญาณที่มีความละเอียดอ่อนได้อย่างมาก
การกำหนดเส้นทางเลเยอร์ภายใน-ทำให้ระนาบอ้างอิงมีเสถียรภาพมากขึ้น
ในการออกแบบและการผลิต PCBA ความเสถียรของสัญญาณส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของเส้นทางกลับ หากสัญญาณที่มีความละเอียดอ่อนถูกส่งตรงไปยังชั้นนอก ระนาบอ้างอิงจะได้รับผลกระทบได้ง่ายจากรอยบากทองแดงกราวด์ การวางส่วนประกอบ และร่องรอยโดยรอบ ในทางตรงกันข้าม การติดตามเลเยอร์ภายใน-โดยทั่วไปสามารถทำงานติดกับเลเยอร์ GND หรือเลเยอร์พลังงานที่ไม่เสียหาย ซึ่งไม่เพียงทำให้เส้นทางกลับสั้นลงเท่านั้น แต่ยังรับประกันความต้านทานที่เสถียรยิ่งขึ้นอีกด้วย สำหรับโครงการการผลิต DDR, ส่วนต่างความเร็วสูง- และ RF PCBA ข้อดีของโครงสร้างนี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษ ปัญหาสัญญาณความเร็วสูง-หลายอย่างไม่ได้เกิดจาก "ความถี่สูงเกินไป" โดยพื้นฐาน แต่เกิดจากเส้นทางกลับที่ไม่สามารถควบคุมได้ซึ่งเป็นผลมาจากระนาบอ้างอิงที่ไม่ต่อเนื่อง
ร่องรอยชั้นนอก-มีความเสี่ยงต่อความเสียหายทางกลมากกว่า
ในระหว่างการผลิต PCBA จริงและกระบวนการประกอบที่ตามมา พื้นผิว PCB จะได้รับการจัดการบ่อยครั้ง กิจกรรมต่างๆ เช่น การแยกแผง การทดสอบ การประกอบ การซ่อมแซม และการขนส่ง ล้วนเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายต่อ-ร่องรอยชั้นนอก นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ PCB ที่มีความหนาแน่นสูง- ซึ่งระยะห่างของระยะพิทช์ที่ละเอียด-จะแคบลงมากขึ้น หากมีการส่งสัญญาณที่มีความละเอียดอ่อนไปยังชั้นนอกโดยตรง แม้แต่รอยขีดข่วนเล็กน้อย สารบัดกรีที่ตกค้าง หรือการสัมผัสกับเครื่องมือก็อาจทำให้เสถียรภาพในการติดตามลดลงได้ ในทางตรงกันข้าม -รอยชั้นภายใน-ที่ฝังอยู่ภายใน PCB- จะไม่ถูกสัมผัสโดยตรงกับการจัดการทางกล ส่งผลให้มีความน่าเชื่อถือ-ในระยะยาวสูงขึ้น นี่คือเหตุผลสำคัญว่าทำไมโครงการการผลิต PCBA ทางการทหารและยานยนต์จำนวนมากจึงเน้นการกำหนดเส้นทางการติดตามที่สำคัญบนชั้นใน
โครงสร้างชั้นใน-มีข้อดีมากกว่าสำหรับการควบคุม EMI
ในด้านการผลิต PCBA ปัญหา EMI ถือเป็นความท้าทายที่สำคัญในการออกแบบความเร็วสูง-มายาวนาน เนื่องจากร่องรอยของชั้นนอก-ถูกเปิดเผยโดยตรง จึงมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นแหล่งกำเนิดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าได้มากกว่า นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสัญญาณนาฬิกาความเร็วสูง- สัญญาณ RF และคู่ดิฟเฟอเรนเชียลความเร็วสูง- หากส่งโดยตรงไปยังชั้นนอก พลังงานที่แผ่ออกมานั้นมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายออกไปด้านนอก ในทางตรงกันข้าม เส้นชั้นใน-ที่ล้อมรอบด้วยชั้นอ้างอิงด้านบนและด้านล่าง ก่อให้เกิดโครงสร้างที่คล้ายกับ "ช่องที่มีการป้องกัน" โครงสร้างนี้ช่วยลดการรั่วไหลของสัญญาณได้อย่างมาก ในเวลาเดียวกัน ทำให้ยากขึ้นสำหรับการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกที่จะจับคู่กับ-ร่องรอยชั้นในโดยตรง ดังนั้นในการออกแบบ PCB ความเร็วสูง-สัญญาณหลักจำนวนมากจึงได้รับการจัดลำดับความสำคัญสำหรับการวางบนเลเยอร์ด้านใน
การกำหนดเส้นทางเลเยอร์ภายใน-ช่วยปรับปรุงภูมิคุ้มกัน ESD
ปัญหาการคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) เป็นปัญหาที่ร้ายกาจอย่างยิ่งในการผลิต PCBA มาโดยตลอด ผลิตภัณฑ์จำนวนมากทำงานได้ตามปกติในระหว่างการทดสอบในห้องปฏิบัติการ แต่อาจทำงานผิดปกติเนื่องจากการรบกวน ESD ชั่วคราวระหว่างการใช้งานภาคสนามจริง หากวงจรที่มีความละเอียดอ่อนอยู่บนพื้นผิว PCB พลังงาน ESD จะสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายสัญญาณโดยตรงได้ง่ายขึ้น ในทางตรงกันข้าม เนื่องจากวงจรชั้นใน-ถูกแยกโดยซับสเตรต PCB เส้นทางการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตจึงยาวกว่ามาก ซึ่งหมายความว่าพลังงาน ESD จะถูกลดทอนลงโดยวัสดุซับสเตรตก่อนที่จะถึงสัญญาณที่มีความละเอียดอ่อน ด้วยเหตุนี้ ในการควบคุมทางอุตสาหกรรม อุปกรณ์ทางการแพทย์ และการสื่อสาร-ผลิตภัณฑ์ PCBA ที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณควบคุมที่สำคัญมักจะไม่ถูกเปิดเผยบนชั้นนอก
ผลิตภัณฑ์ความเร็วสูง-เริ่มพึ่งพาการกำหนดเส้นทางภายใน-เลเยอร์มากขึ้น
เนื่องจากอินเทอร์เฟซความเร็วสูง-มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ข้อกำหนดสำหรับความสมบูรณ์ของสัญญาณในการผลิต PCBA จึงเข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ ตัวอย่างเช่น วงจร PCIe, USB4, DDR5 และ SerDes ความเร็วสูง-ต้องการความต่อเนื่องของอิมพีแดนซ์ที่สูงมาก หากสัญญาณเหล่านี้ถูกส่งไปที่ชั้นนอก สัญญาณเหล่านี้จะไวต่อการเปลี่ยนแปลงของไดอิเล็กทริกของอากาศ ความหนาของหน้ากากประสาน และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมภายนอก ในทางตรงกันข้าม โครงสร้างอิเล็กทริกของชั้นในมีความเสถียรมากกว่าและให้การควบคุมที่ดีกว่า ดังนั้น การออกแบบ PCB ความเร็วสูง-โดยทั่วไปจึงต้องมีการวางแผนซ้อน-อย่างเข้มงวดเพื่อจัดลำดับความสำคัญของการวางคู่ดิฟเฟอเรนเชียลหลักระหว่างชั้นอ้างอิงภายใน วิธีการนี้ไม่เพียงแต่ปรับปรุงคุณภาพสัญญาณเท่านั้น แต่ยังช่วยลดความเสี่ยงของการแก้ไข EMC ในภายหลังอีกด้วย
การกำหนดเส้นทางเลเยอร์ภายใน-ไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของ "การซ่อน" ร่องรอยเท่านั้น
หลายคนเชื่อว่าการกำหนดเส้นทางสัญญาณที่ละเอียดอ่อนบนชั้นในนั้นมีจุดประสงค์เพื่อ "ซ่อนร่องรอย" เท่านั้น อย่างไรก็ตาม จากมุมมองของการผลิต PCBA จริง จะสามารถแก้ไขปัญหาระดับเสถียรภาพของระบบ-ได้อย่างแท้จริง ปัจจัยต่างๆ เช่น การต้านทานการรบกวน การป้องกันทางกายภาพ การควบคุมอิมพีแดนซ์ การป้องกัน ESD และ-ความน่าเชื่อถือด้านสิ่งแวดล้อมในระยะยาว ล้วนได้รับประโยชน์จากผลลัพธ์ดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง- การกำหนดเส้นทางเลเยอร์ภายใน-ไม่ได้เป็นเพียงการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบอีกต่อไป แต่ยังเป็นข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับความเสถียรของระบบ ความล้มเหลวแบบสุ่มจำนวนมากที่ยากต่อการแก้ไขในภายหลัง จริงๆ แล้วมีรากฐานมาจากปัญหาที่เกิดขึ้นในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ PCB
ในด้านการผลิต PCBA การกำหนดเส้นทางสัญญาณที่ละเอียดอ่อนบนชั้นในไม่ได้เป็นเพียง "แนวทางปฏิบัติระดับสูง-" แต่เป็นตรรกะการออกแบบที่น่าเชื่อถือซึ่งเกิดจากประสบการณ์ทางวิศวกรรมระยะยาว- เนื่องจากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์เร็วขึ้นและโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น การป้องกันทางกายภาพและความเสถียรของสัญญาณจึงไม่สามารถแยกออกจากกันอีกต่อไป
ประวัติบริษัท
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. ผลิตและส่งออกเครื่องคัดแยกและวางขนาดเล็กต่างๆ ตั้งแต่ปี 2010 การใช้ประโยชน์จาก R&D ที่มีประสบการณ์อันยาวนานของเราเอง การผลิตที่ได้รับการฝึกอบรมมาอย่างดี NeoDen ได้รับชื่อเสียงอย่างมากจากลูกค้าทั่วโลก
ด้วยการปรากฏตัวทั่วโลกในกว่า 130 ประเทศ ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ความแม่นยำสูง และความน่าเชื่อถือของเครื่องจักร NeoDen PNP ทำให้เครื่องเหล่านี้สมบูรณ์แบบสำหรับการวิจัยและพัฒนา การสร้างต้นแบบระดับมืออาชีพ และการผลิตจำนวนน้อยถึงขนาดกลาง เราให้บริการโซลูชั่นระดับมืออาชีพสำหรับอุปกรณ์ SMT แบบครบวงจร
ในระบบนิเวศทั่วโลกของเรา เราร่วมมือกับพันธมิตรที่ดีที่สุดเพื่อให้บริการการขายแบบปิดการขายมากขึ้น การสนับสนุนทางเทคนิคระดับมืออาชีพและมีประสิทธิภาพสูง
เราเชื่อว่าผู้คนและหุ้นส่วนที่ยอดเยี่ยมทำให้ NeoDen เป็นบริษัทที่ยอดเยี่ยม และความมุ่งมั่นของเราในด้านนวัตกรรม ความหลากหลาย และความยั่งยืนทำให้มั่นใจได้ว่าผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรกทุกคนจะสามารถเข้าถึงระบบอัตโนมัติ SMT ได้