Dans le monde complexe des appareils électroniques, le PCB est la plaque tournante clé reliant divers composants électroniques. LeCircuit imprimé à 4 couches, avec sa conception de couches raisonnable, a trouvé un excellent équilibre entre coût et performances et est largement utilisé dans de nombreux domaines tels que l'électronique grand public, le contrôle industriel et l'électronique automobile.
niveau supérieur
Au niveau supérieur, en tant que « porteur de façade » du circuit imprimé à 4 couches, il assume de nombreuses responsabilités importantes. Du point de vue de la disposition des composants, il s'agit de la couche de placement principale pour un grand nombre de composants électroniques. Dans le circuit imprimé à 4 couches des smartphones, des composants clés tels que des processeurs, des puces de mémoire et des modules RF sont souvent disposés ici. Cette couche nécessite une planification minutieuse de l'emplacement des composants pour garantir le chemin de transmission du signal le plus court, réduire les interférences du signal et améliorer les performances électriques globales. En termes de transmission du signal, la couche supérieure est responsable du traitement d'un grand nombre dehaute-fréquenceet des signaux-haute vitesse. Par exemple, dans les circuits d'interface de transmission de données à grande vitesse-, les lignes de niveau supérieur-doivent avoir de bonnes caractéristiques électriques telles qu'une faible impédance et une faible perte pour garantir une transmission de données stable et rapide, évitant ainsi la distorsion ou la perte du signal. Dans le même temps, la conception du circuit de haut niveau-doit également prendre en compte les problèmes de compatibilité électromagnétique, réduire l'impact des interférences électromagnétiques générées par lui-même sur d'autres circuits grâce à des méthodes de câblage et des mesures de blindage raisonnables, et améliorer la capacité à résister aux interférences électromagnétiques externes.
couche inférieure
La couche inférieure joue également un rôle irremplaçable dans le circuit imprimé à 4-couches. Il complète la couche supérieure et construit conjointement un système complet de connexion de circuit. La couche inférieure est également utilisée pour l'installation de composants, en particulier pour les composants de grand volume, de poids élevé ou nécessitant une conception spéciale de dissipation thermique. Leur installation sur la couche inférieure permet d'optimiser la disposition globale et l'effet de dissipation thermique du circuit imprimé. Dans certains modules d'alimentation haute-puissance, les composants pertinents sont installés sur la couche inférieure, ce qui rend plus pratique l'installation et la disposition du dissipateur thermique. Du point de vue de la connexion des lignes, la couche inférieure assume la responsabilité de la connexion complémentaire avec les lignes de la couche supérieure. Après avoir terminé la transmission partielle au niveau de la couche supérieure, de nombreuses lignes de signaux continuent de transmettre via des vias jusqu'à la couche inférieure, formant ainsi un chemin de signal complet. Dans les connexions complexes des circuits multicouches, une planification raisonnable des circuits sous-jacents peut réduire efficacement les croisements de signaux et les interférences, garantissant ainsi la précision et la stabilité de la transmission du signal. De même, des normes strictes en matière de performances électriques et de CEM doivent être respectées dans la conception des circuits sous-jacents pour garantir le fonctionnement fiable de l'ensemble du circuit imprimé dans des environnements électromagnétiques complexes.
Couche de puissance
La couche d'alimentation est le « centre d'énergie » du circuit imprimé à 4-couches, fournissant une alimentation stable et fiable pour l'ensemble du système de circuit. La couche de puissance est généralement conçue comme une couche de feuille de cuivre-de grande surface, dont la fonction principale est de transmettre efficacement l'énergie électrique. Lors du fonctionnement des appareils électroniques, différents composants électroniques nécessitent une alimentation électrique de différents niveaux de tension. La couche d'alimentation peut distribuer avec précision l'énergie électrique de l'interface d'entrée d'alimentation à chaque broche de composant nécessitant une alimentation électrique grâce à une segmentation et un câblage raisonnables. Par exemple, dans le circuit imprimé à 4 couches d'une carte mère d'ordinateur, la couche d'alimentation fournit une tension appropriée à différents composants tels que le processeur, la carte graphique et la mémoire pour répondre à leurs besoins de fonctionnement respectifs. La feuille de cuivre de grande surface dans la couche de puissance réduit non seulement la résistance pendant la transmission de puissance, réduit la perte d'énergie et la génération de chaleur, mais joue également un certain rôle de blindage, réduisant les interférences des signaux de puissance sur d'autres couches de signaux. Dans le même temps, la conception de l'isolation entre la couche de puissance et les autres couches est cruciale pour garantir l'absence de problèmes de sécurité tels que des fuites dans des conditions de travail à haute tension et à courant élevé, et pour garantir la sécurité électrique et le fonctionnement stable de l'ensemble du circuit imprimé.
Couche de mise à la terre
La couche de mise à la terre peut être considérée comme la « pierre angulaire stable » d'un circuit imprimé à 4-couches et joue un rôle crucial dans le système de circuit. La couche de mise à la terre est également composée d'une grande surface de feuille de cuivre et sa fonction principale est de fournir un potentiel de référence unifié pour l'ensemble du circuit, c'est-à-dire le potentiel de mise à la terre. Lors du fonctionnement des appareils électroniques, le courant généré par chaque composant doit former un circuit à travers la couche de terre. Une bonne couche de mise à la terre peut réduire efficacement la résistance à la terre, minimiser les interférences sur les chemins de retour du signal et améliorer l'intégrité du signal. Par exemple, dans les circuits numériques à grande vitesse, une commutation rapide du signal peut générer une grande quantité d’interférences harmoniques. La couche de mise à la terre peut fournir un chemin de retour à faible impédance pour ces courants parasites, leur permettant de se dissiper rapidement et d'éviter d'affecter d'autres signaux normaux. De plus, la couche de terre joue également un rôle crucial dans la protection CEM. Il peut protéger l'impact des interférences électromagnétiques externes sur les circuits internes de la carte PCB, tout en guidant le rayonnement électromagnétique généré à l'intérieur de la carte vers le sol, réduisant ainsi la pollution électromagnétique de l'environnement. Dans certains scénarios d'application qui nécessitent une compatibilité électromagnétique extrêmement élevée, tels que les équipements médicaux et les équipements électroniques aérospatiaux, la conception et l'optimisation des couches de mise à la terre sont particulièrement importantes, directement liées aux performances et à la sécurité de l'équipement.
Carte de circuit imprimé haute fréquence à 4-couches