Das Grundprinzip der mehrschichtigen PCB-Schichtenauswahl besteht darin, dass jede Schicht eine klare funktionale Positionierung hat. Unter der Voraussetzung, dass die Verdrahtungsdichte, die Signalintegrität, die Stromversorgungsanforderungen und die EMV-Anforderungen erfüllt werden, wird die niedrigste Schicht ausgewählt, die alle Einschränkungen abdecken kann, um bedeutungslose Schichtredundanz zu vermeiden, die die Kosten und die Fertigungskomplexität erhöht.
1-2 Ebenen: Einfache minimalistische Szene
1-lagige Platine: Nur einteilige Kupferfolienverkabelung, geeignet für Szenarien mit minimaler Funktionalität und wenigen Komponenten, wie z. B. kleine Spielzeugsteuerplatinen, einfache Sensormodule und einfache Netzteilschaltungen. Der Hauptvorteil sind die niedrigsten Kosten.
2-Lagenplatine: doppelseitige Verkabelung+über Verbindung, löst das Problem der einfachen Signalkreuzung, eignet sich für Steuerplatinen von Kleingeräten im Haushalt, einfache Instrumente der Einstiegsklasse und andere Szenarien und ist damit die kostengünstige erste Wahl für Produkte mit geringer Komplexität.
Etagen 4-6: Leistungsanpassung für kleine und mittlere Unternehmen
4--Schichtplatine: Der typische Stapel ist „Signal Ground Power Signal“, der erstmals unabhängige und vollständige Leistungs- und Erdungsschichten erreicht. Die EMV-Leistung ist im Vergleich zu doppelseitigen Platinen um 10-15 dB verbessert und eignet sich für industrielle kleine SPS, Autofenster-Steuergeräte, Lademanagementschaltungen für Unterhaltungselektronik und andere Szenarien. Es ist die Mainstream-Wahl für Produkte der Mittelklasse.
6-Lagen-Platine: Die herkömmliche Konfiguration umfasst zwei Schichten +2-3Signalschichten+1Leistungsschicht, die eine Leistungssegmentierung in mehreren Gruppen und eine doppelte Erdungsreferenz für Schlüsselsignale erreichen kann. Es eignet sich für kleine Industrie-Router, Radarsignalverarbeitungseinheiten für Kraftfahrzeuge, Smart-Home-Steuerung der mittleren bis oberen Preisklasse und andere Szenarien und kann Signale mittlerer bis hoher Geschwindigkeit wie DDR3/4 und Gigabit-Ethernet übertragen.
Schichten 8–12: Komplexe funktionale Kernunterstützung
8-Lagenplatine: Ausgestattet mit 2 oder mehr unabhängigen Schichten+2Leistungsschichten+4Signalschichten kann sie eine vollständige Referenzebenenklemmung von Hochgeschwindigkeitssignalen erreichen, sich an industrielle Servoantriebseinheiten, ADAS-Funktionsmodule, Signalverarbeitungsplatinen für kleine Basisstationen und andere Szenarien anpassen und die strengen Impedanzkontrollanforderungen von seriellen Hochgeschwindigkeitssignalen wie PCIe 3.0/4.0 und Mehrkanal-LVDS erfüllen.
12-Lagen-Platine: Erhöhen Sie die Anzahl der Signalschichten und Strom-/Erdungsschichten weiter, passen Sie sich an Präzisions-CNC-Maschinensteuerungs-Motherboards, Automotive-Domänencontroller, Kommunikationskern-Austauschmodule und andere Szenarien an, unterstützen Sie BGA-Voll-Fan-Out-Verkabelung mit hoher Dichte und sorgen Sie für eine stabile Übertragung massiver Signale unter Hochtemperatur-Vibrationsbedingungen.
14.–20. Etage: Garantie für erstklassige Geräteleistung
Durch die Anpassung an High-End-Szenarien wie 5G-Basisband-Verarbeitungsplatinen, Multi-Sensor-Fusion-Motherboards für autonomes Fahren, KI-Beschleunigungskarten usw. wird durch die gestaffelte Anordnung mehrerer Schichten der Signalerdung eine vollständige physische Isolierung verschiedener Signalraten und -typen erreicht, wodurch die hochpräzisen Stromversorgungsanforderungen von Kernchips mit niedriger Spannung und hohem Strom erfüllt werden. Die Leistungspriorität ist weitaus höher als die Kostensensibilität.
Etagen 22–30: Spezialisierte Anpassung für spezielle Fachgebiete
Die mehrschichtige Struktur konzentriert sich auf spezielle Bereiche wie Satellitensteuerungsmodule in der Luft- und Raumfahrt, militärische Radarsignalverarbeitungsplatinen und Hauptsteuerplatinen für Magnetresonanztomographie und kann in extremen Umgebungen eine strikte Signalisolierung, Strahlungsverstärkung und elektrische Sicherheitsisolierung erreichen und so die extrem hohen Zuverlässigkeitsstandards von Militär, Medizin und Luft- und Raumfahrt erfüllen.
Level 32–40: Extreme Leistungsdurchbruchsszenarien
Es ist auf extreme Szenarien wie CPU-/GPU-Motherboards für KI-Server, Routing- und Switching-Core-Boards mit extrem großer Kapazität, High-End-Halbleitertestboards usw. ausgerichtet und unterstützt Verbindungen mit ultrahoher Dichte mit Zehntausenden von Pins, die Übertragung von Dutzenden seriellen SerDes-Ultrahochgeschwindigkeitssignalen und integriert mehrere unabhängige Stromversorgungsebenen, um eine ultimative Kontrolle der Energieintegrität zu erreichen. Es ist derzeit die Top-Anwendung in der zivilen Leiterplattenfertigung.
Allgemeine Auswahl-Kernbeurteilungsdimension
Verdrahtungsdichte: Wenn der BGA-Pinabstand kleiner oder gleich 0,65 mm ist, ist es schwierig, auf einer 4-Lagen-Platine eine Auffächerung vorzunehmen, und 6 oder mehr Lagen sind ein vernünftiger Ausgangspunkt; Wenn die Bereitstellungsrate des EDA-Tools unter 80 % liegt, kann die Überlastung nicht mehr durch manuelle Anpassung behoben werden, und es ist erforderlich, die Hinzufügung von Ebenen zu bewerten.
Signalrate: Wählen Sie 2 Ebenen für die Signalfrequenz<50MHz, 4 layers for 50~500MHz, 6 layers for 500MHz~2GHz, and 8 or more layers for high-speed serial scenes>2GHz.
Stromversorgung und EMV: Wenn die Anzahl der Spannungsbereiche 3 überschreitet, ist ein Stromversorgungsnetz mit streng niedriger Impedanz erforderlich, oder das Produkt muss die Strahlungsemissionszertifizierung der Klasse B bestehen. Es müssen unabhängige Strom- und Erdungsschichten konfiguriert werden, entsprechend der Anzahl der zu erhöhenden Schichten.
Kostenspanne: Mit jeder Erhöhung der Anzahl der Schichten steigen die Herstellungskosten nichtlinear. Die unterste Schicht, die einen angemessenen Revisionsspielraum beibehält und gleichzeitig alle Leistungsbeschränkungen erfüllt, ist die optimale Lösung.