Meerlaagse printplaten worden veel gebruikt in elektronische apparaten omdat ze de circuitintegratie effectief kunnen verbeteren en de signaaloverdracht kunnen optimaliseren. Bij het aanpassen van meer-laags printplaten moeten veel voorzorgsmaatregelen serieus worden genomen, waaronder ontwerpplanning, materiaalkeuze, productieprocessen, enz., om ervoor te zorgen dat de op maat gemaakte meer-laags printplaten voldoen aan de verwachte prestatienormen. Vervolgens gaan we dieper in op de voorzorgsmaatregelen voor het aanpassen van meer-laags printplaten.
Meerlaagse pcb-aanpassing
1, Ontwerpplanning
(1) Verduidelijk de functionele vereisten van het circuit
Vóór aanpassing is een uitgebreid overzicht van de circuitfuncties vereist. De circuitindeling en signaalroutering van verschillende functionele modules variëren. Voor signaalcircuits met hoge-snelheid is het bijvoorbeeld belangrijk om rekening te houden met problemen met de signaalintegriteit, en de bedrading ervan moet zo kort en recht mogelijk zijn om vertraging en verlies van signaaloverdracht te verminderen. Net als bij de CPU-datatransmissielijn in het moederbord van een computer, is als signaalcircuit met hoge-snelheid een zorgvuldige planning van de lijnroutering tijdens het ontwerp noodzakelijk om routering onder een rechte hoek en signaalreflectie te voorkomen. Voor analoge signaalcircuits moet meer aandacht worden besteed aan anti-interferentieontwerp, en ze moeten redelijkerwijs worden gescheiden van digitale signaalcircuits om wederzijdse interferentie te verminderen.
(2) Plan het aantal verdiepingen redelijk
Hoe meer lagen, hoe beter. Het moet uitgebreid worden overwogen op basis van factoren zoals circuitcomplexiteit, signaaltype en kosten. Als er te veel lagen zijn, zal dit niet alleen de productiekosten verhogen, maar kan het ook problemen veroorzaken zoals kortsluiting en open circuits als gevolg van de grotere moeilijkheid bij het uitlijnen tussen de lagen. Voor sommige eenvoudige kleine elektronische producten, zoals de printplaat van slimme armbanden, kan het gebruik van te veel lagen bijvoorbeeld de kosten aanzienlijk verhogen en het risico op fouten in het productieproces vergroten. Over het algemeen kunnen 4-6 lagen voldoende zijn als de circuitschaal klein is en het signaal relatief eenvoudig is; Voor complexe elektronische producten met hoge-prestaties, zoals hoogwaardige servermoederborden, kunnen 10 of zelfs meer lagen vereist zijn.
(3) Plan de verdeling van de signaallaag en de vermogenslaag
De verdeling van de signaallaag en de vermogenslaag heeft een aanzienlijke invloed op de signaalintegriteit en de stroomstabiliteit. Normaal gesproken moet de signaallaag grenzen aan de vermogenslaag of geologische laag om een goed referentievlak te bieden en signaalinterferentie te verminderen. De krachtlaag en de geologische laag kunnen in de middelste laag worden geplaatst en de signaallaag kan aan de buitenzijde worden verdeeld. Tegelijkertijd is het belangrijk op te merken dat de hogesnelheidssignaallaag dicht bij de formatie moet liggen om elektromagnetische interferentie tijdens signaaloverdracht te verminderen. Bij het ontwerpen van een moederbord voor een mobiele telefoon kan het strak hechten van de hoge-RF-signaallaag aan de grondlaag de signaalvervorming effectief verminderen en de communicatiekwaliteit van de telefoon verbeteren.
2, materiaalkeuze
(1) Substraatselectie
De prestaties van het substraat houden rechtstreeks verband met de elektrische, mechanische en hittebestendige eigenschappen van de PCB. Veel voorkomende substraten zijn onder meer FR-4, Rogers-materialen, enz. FR-4 heeft lagere kosten en is geschikt voor de meeste conventionele elektronische producten; Rogers-materialen hebben kenmerken zoals een lage diëlektrische constante en weinig verlies, en presteren goed in hoogfrequente toepassingsscenario's, zoals printplaten in 5G-communicatieapparatuur. Als elektronische producten in omgevingen met hoge temperaturen werken, moeten materialen met een hoog TG-gehalte worden geselecteerd om de stabiliteit van printplaten bij hoge temperaturen te garanderen. Zo vereist de printplaat in de regeleenheid van de automotor het gebruik van materialen met een hoog TG-gehalte vanwege de hoge werkomgevingstemperatuur.
(2) Keuze van de dikte van de koperfolie
De dikte van koperfolie beïnvloedt de stroomdraagcapaciteit van pcb. Voor circuits met hoge stroomsterkte moet dikkere koperfolie worden gebruikt om de lijnweerstand te verminderen en de warmteontwikkeling te minimaliseren. Als de koperfoliedikte bij stroomcircuits in voedingsmodules onvoldoende is, kan het circuit ernstige brandwonden oplopen als gevolg van ernstige verhitting wanneer er hoge stromen doorheen gaan. Over het algemeen kunnen conventionele signaallijnen 1-2 ounces koperfolie gebruiken, terwijl voor hogestroomlijnen 3-4 ounces of zelfs dikkere koperfolie nodig kan zijn.
3, bedradingsstrategie
(1) Controleer de lengte en breedte van de bedrading
De lengte van de bedrading moet zo veel mogelijk worden ingekort, vooral bij signaalbedrading met hoge-snelheid. Lange bedrading zal de vertraging en het verlies van de signaaloverdracht vergroten. Als de routering bijvoorbeeld te lang is bij de bedrading van hoge-USB-interfaces, kan dit leiden tot onstabiele gegevensoverdracht en pakketverlies. De breedte van de bedrading moet worden bepaald op basis van de stroom die er doorheen gaat. Voor lijnen met hoge stroomsterkte moet bredere bedrading worden gebruikt om aan de stroomvereisten te voldoen. Tegelijkertijd moet bij de breedte van de bedrading ook rekening worden gehouden met de beperkingen van het PCB-fabricageproces, omdat te dunne bedrading problemen kan veroorzaken, zoals stroomonderbrekingen tijdens het productieproces.
(2) Vermijd bedrading van 90 graden
90 graden routering kan signaalreflectie en impedantiediscontinuïteit veroorzaken, waardoor de signaalkwaliteit wordt beïnvloed. Het wordt aanbevolen om zoveel mogelijk een freesmethode te gebruiken met een hoek van 45 graden of een cirkelvormige boogovergang. In hoogfrequente circuits is dit effect meer uitgesproken. Bij de bedrading van RF-circuits kan het strikt vermijden van 90 graden routering bijvoorbeeld de signaalreflectie effectief verminderen en de efficiëntie van de signaaloverdracht verbeteren.
(3) Redelijk doorlopende gaten
Via's worden gebruikt om circuits uit verschillende lagen met elkaar te verbinden, maar ze kunnen bepaalde parasitaire capaciteiten en inductanties met zich meebrengen, die nadelige gevolgen hebben voor hogesnelheidssignalen. Daarom moet op signaallijnen met hoge-snelheid het aantal via's zo veel mogelijk worden geminimaliseerd. Tegelijkertijd is het noodzakelijk om de grootte van de via redelijk te kiezen. Als de doorgang te groot is, zal deze te veel ruimte in beslag nemen en de bedradingsdichtheid beïnvloeden; De grootte van het doorgaande-gat is te klein, waardoor het boren moeilijker kan worden en het moeilijk wordt om de kwaliteit tijdens het galvaniseerproces te garanderen.
4, Communicatie over het productieproces
(1) Maak procesvereisten duidelijk met fabrikanten
Vóór maatwerk is het noodzakelijk om volledig met de pcb-fabrikant te communiceren om verschillende procesvereisten te verduidelijken, zoals minimale lijnbreedte en -afstand, minimale via-grootte, uitlijningsnauwkeurigheid tussen de lagen, enz. Er zijn verschillen in de procesmogelijkheden van verschillende fabrikanten, en als de procesvereisten de capaciteiten van de fabrikant overschrijden, kan dit leiden tot problemen met de productkwaliteit of het onvermogen om te produceren. Sommige fabrikanten kunnen bijvoorbeeld slechts een minimale lijnbreedte en -afstand van 0,15 mm bereiken. Als de ontwerpvereiste 0,1 mm bedraagt, kan deze niet aan de productiebehoeften voldoen.
(2) Begrijp het productieproces en de cyclus
Inzicht in het productieproces en de cyclus van printplaten kan helpen de voortgang van de productontwikkeling effectief te plannen. Het productieproces omvat de productie van de binnenlaag, lamineren, boren, galvaniseren, productie van de buitenlaag, oppervlaktebehandeling en andere stappen, die elk een bepaalde hoeveelheid tijd vergen. De typische productiecyclus voor een 4--laags PCB kan bijvoorbeeld 3-5 dagen duren, terwijl de productiecyclus voor een meerlaagse, zeer nauwkeurige PCB wel 7-10 dagen of zelfs langer kan duren. Bij maatwerk is het noodzakelijk om de productietijd van tevoren te plannen op basis van factoren zoals de lanceringstijd van het product.
(3) Bevestig de kwaliteitsinspectienormen
Bevestig kwaliteitstestnormen bij fabrikanten, zoals uiterlijktestnormen, testnormen voor elektrische prestaties, enz. Veelgebruikte detectiemethoden zijn onder meer automatische optische inspectie, vliegende naaldtesten, röntgeninspectie, enz. Door duidelijke testnormen vast te stellen, kunnen op maat gemaakte printplaten worden gegarandeerd die aan de kwaliteitseisen voldoen. Voor de printplaten van sommige hoogwaardige elektronische producten is röntgeninspectie bijvoorbeeld vereist om de betrouwbaarheid van de verbindingen tussen de lagen en de afwezigheid van interne defecten te garanderen.
5, Kostenbeheersing
(1) Optimaliseer het ontwerp om de kosten te verlagen
Verlaag de kosten door een geoptimaliseerd ontwerp en voldoe tegelijkertijd aan de prestatie-eisen. Zoals het redelijk verminderen van het aantal lagen, het gebruik van printplaten van standaardformaat en het minimaliseren van speciale procesvereisten. Als de circuitindeling bijvoorbeeld kan worden geoptimaliseerd om het ontwerp dat oorspronkelijk 8 lagen vereiste, terug te brengen naar 6 lagen, kunnen de productiekosten aanzienlijk worden verlaagd.
(2) Kies het juiste productieproces
Verschillende productieprocessen hebben verschillende kosten, en geschikte processen moeten worden geselecteerd op basis van de productvereisten. Bij oppervlaktebehandelingsprocessen zijn de kosten van het spuiten van tin bijvoorbeeld relatief laag, terwijl de kosten van goudafzetting relatief hoog zijn. Als het product hoge eisen stelt aan de lasbetrouwbaarheid en de kosten dit toelaten, kan worden gekozen voor het immersiegoudproces; Als de kosten gevoelig zijn en de eisen voor de lasbetrouwbaarheid niet bijzonder hoog zijn, kan het tinspuitproces geschikter zijn.
(3) Bulkinkoop verlaagt de materiaalkosten
Als de aangepaste hoeveelheid groot is, kan er met materiaalleveranciers worden onderhandeld over bulkinkoop om de materiaalkosten te verlagen. Tegelijkertijd kan het onderhandelen over prijskortingen met pcb-fabrikanten voor massaproductie de kosten effectief verlagen. Als u bijvoorbeeld in één keer een grote hoeveelheid substraat en koperfolie koopt, kunt u een bepaalde prijskorting verkrijgen, waardoor de totale productiekosten worden verlaagd.