Viacvrstvové dosky plošných spojov sú široko používané v elektronických zariadeniach, pretože môžu účinne zlepšiť integráciu obvodov a optimalizovať prenos signálu. Pri prispôsobovaní viacvrstvových dosiek plošných spojov je potrebné brať vážne mnohé opatrenia vrátane plánovania dizajnu, výberu materiálu, výrobných procesov atď., aby sa zabezpečilo, že prispôsobené viacvrstvové dosky plošných spojov budú spĺňať očakávané výkonové štandardy. Ďalej sa budeme zaoberať preventívnymi opatreniami na prispôsobenie viacvrstvových dosiek plošných spojov.
Viacvrstvové prispôsobenie PCB
1, Plánovanie dizajnu
(1) Objasnite funkčné požiadavky obvodu
Pred prispôsobením je potrebný komplexný prehľad funkcií obvodu. Usporiadanie obvodov a smerovanie signálov rôznych funkčných modulov sa líšia. Napríklad v prípade vysokorýchlostných signálových obvodov je dôležité zvážiť problémy s integritou signálu a ich zapojenie by malo byť čo najkratšie a najpriamejšie, aby sa znížilo oneskorenie a strata prenosu signálu. Podobne ako pri prenosovej linke CPU na základnej doske počítača, ako aj pri vysokorýchlostnom obvode signálu, je potrebné starostlivé plánovanie smerovania linky počas návrhu, aby sa zabránilo smerovaniu v pravom uhle a odrazu signálu. V prípade analógových signálových obvodov by sa mala venovať väčšia pozornosť konštrukcii proti-interferencii a mali by byť primerane oddelené od obvodov digitálneho signálu, aby sa znížilo vzájomné rušenie.
(2) Rozumne naplánujte počet poschodí
Čím viac vrstiev, tým lepšie. Je potrebné ho komplexne zvážiť na základe faktorov, ako je zložitosť obvodu, typ signálu a cena. Ak je príliš veľa vrstiev, nielenže to zvýši výrobné náklady, ale môže to spôsobiť aj problémy, ako sú skraty a otvorené obvody v dôsledku zvýšených ťažkostí pri zarovnávaní vrstiev. Napríklad v prípade niektorých jednoduchých malých elektronických produktov, ako sú dosky plošných spojov inteligentných náramkov, môže použitie príliš veľkého množstva vrstiev výrazne zvýšiť náklady a zvýšiť riziko chýb vo výrobnom procese. Vo všeobecnosti, keď je rozsah obvodu malý a signál je relatívne jednoduchý, môže stačiť 4-6 vrstiev; Pre zložité-výkonné elektronické produkty, ako sú špičkové serverové základné dosky, môže byť potrebných 10 alebo dokonca viac vrstiev.
(3) Naplánujte distribúciu signálovej vrstvy a výkonovej vrstvy
Distribúcia signálovej vrstvy a výkonovej vrstvy má významný vplyv na integritu signálu a stabilitu výkonu. Zvyčajne by signálová vrstva mala byť priľahlá k výkonovej vrstve alebo geologickej vrstve, aby sa zabezpečila dobrá referenčná rovina a znížilo sa rušenie signálu. Výkonovú vrstvu a geologickú vrstvu je možné nastaviť v strednej vrstve a signálnu vrstvu možno rozložiť na vonkajšiu stranu. Zároveň je dôležité poznamenať, že vrstva vysokorýchlostného signálu by mala tesne priliehať k útvaru, aby sa znížilo elektromagnetické rušenie počas prenosu signálu. Napríklad pri navrhovaní základnej dosky mobilného telefónu môže pevné priľnutie vysoko-vrstvy vysokorýchlostného RF signálu k základnej vrstve účinne znížiť skreslenie signálu a zlepšiť kvalitu komunikácie telefónu.
2, Výber materiálu
(1) Výber substrátu
Výkon substrátu priamo súvisí s elektrickými, mechanickými a tepelne odolnými vlastnosťami dosky plošných spojov. Bežné substráty zahŕňajú FR-4, materiály Rogers atď. FR-4 má nižšiu cenu a je vhodný pre väčšinu bežných elektronických produktov; Materiály Rogers majú vlastnosti, ako je nízka dielektrická konštanta a nízke straty, a fungujú dobre vo vysokofrekvenčných aplikačných scenároch, ako sú dosky plošných spojov v komunikačných zariadeniach 5G. Ak elektronické produkty pracujú v prostrediach s vysokou teplotou, mali by sa zvoliť materiály s vysokým TG, aby sa zabezpečila stabilita dosiek plošných spojov pri vysokých teplotách. Napríklad PCB v riadiacej jednotke motora automobilu vyžaduje použitie materiálov s vysokým obsahom TG kvôli vysokej teplote pracovného prostredia.
(2) Výber hrúbky medenej fólie
Hrúbka medenej fólie ovplyvňuje prúdovú zaťažiteľnosť dosky plošných spojov. Pre obvody s vysokým prúdom by sa mala použiť hrubšia medená fólia na zníženie odporu vedenia a minimalizáciu tvorby tepla. V prípade silových obvodov v napájacích moduloch, ak je hrúbka medenej fólie nedostatočná, obvod môže pri prechode vysokých prúdov zaznamenať vážne popáleniny v dôsledku silného zahrievania. Všeobecne povedané, konvenčné signálne vedenia môžu používať 1-2 unce medenej fólie, zatiaľ čo pre vysokoprúdové vedenia môžu byť potrebné 3-4 unce alebo dokonca hrubšia medená fólia.
3, Stratégia zapojenia
(1) Ovládajte dĺžku a šírku vedenia
Dĺžka vedenia by sa mala čo najviac skrátiť, najmä pri vysokorýchlostných{0}}signáloch. Dlhé vedenie zvýši oneskorenie a stratu prenosu signálu. Napríklad pri zapájaní vysokorýchlostných -rozhraní USB, ak je smerovanie príliš dlhé, môže to viesť k nestabilnému prenosu údajov a strate paketov. Šírka vedenia by sa mala určiť na základe prúdu, ktorý ním prechádza. Pre vysokoprúdové vedenia by sa mala použiť širšia kabeláž, aby sa splnili požiadavky na prenos prúdu. Šírka vedenia musí zároveň zohľadňovať obmedzenia procesu výroby PCB, pretože príliš tenké vedenie môže spôsobiť problémy, ako sú prerušenia obvodu počas výrobného procesu.
(2) Vyhnite sa 90 stupňovému zapojeniu
Smerovanie pod uhlom 90 stupňov môže spôsobiť odraz signálu a diskontinuitu impedancie, čo ovplyvňuje kvalitu signálu. Odporúča sa v maximálnej možnej miere použiť metódu smerovania s uhlom 45 stupňov alebo kruhovým oblúkovým prechodom. Vo vysoko-frekvenčných obvodoch je tento efekt výraznejší. Napríklad pri zapájaní RF obvodov môže striktné vyhýbanie sa 90-stupňovému smerovaniu účinne znížiť odraz signálu a zlepšiť účinnosť prenosu signálu.
(3) Primerane nastavené cez otvory
Prechody sa používajú na prepojenie obvodov rôznych vrstiev, ale môžu priniesť určitú parazitnú kapacitu a indukčnosť, ktoré majú nepriaznivé účinky na vysokorýchlostné-signály. Na vysokorýchlostných signálnych linkách by preto mal byť počet prechodov čo najviac minimalizovaný. Zároveň je potrebné rozumne voliť veľkosť previa. Ak je veľkosť priechodu príliš veľká, zaberie príliš veľa miesta a ovplyvní hustotu zapojenia; Veľkosť priechodného- otvoru je príliš malá, čo môže zvýšiť náročnosť vŕtania a sťažiť zabezpečenie kvality počas procesu galvanizácie.
4, Komunikácia výrobného procesu
(1) Vyjasnite si s výrobcami požiadavky na proces
Pred prispôsobením je potrebné plne komunikovať s výrobcom plošných spojov, aby sa objasnili rôzne požiadavky na proces, ako je minimálna šírka čiary a medzery, minimálna veľkosť cez veľkosť, presnosť zarovnania medzivrstvy atď. Existujú rozdiely v procesných schopnostiach rôznych výrobcov a ak požiadavky na proces presahujú možnosti výrobcu, môže to viesť k problémom s kvalitou produktu alebo nemožnosti výroby. Niektorí výrobcovia môžu napríklad dosiahnuť minimálnu šírku čiary a vzdialenosť 0,15 mm. Ak je konštrukčná požiadavka 0,1 mm, nemôže spĺňať výrobné potreby.
(2) Pochopte výrobný proces a cyklus
Pochopenie výrobného procesu a cyklu dosiek plošných spojov môže pomôcť efektívne naplánovať vývoj produktu. Výrobný proces zahŕňa výrobu vnútornej vrstvy, lamináciu, vŕtanie, galvanické pokovovanie, výrobu vonkajšej vrstvy, povrchovú úpravu a ďalšie kroky, z ktorých každý vyžaduje určitý čas. Napríklad typický výrobný cyklus pre 4-vrstvovú dosku s plošnými spojmi môže byť 3-5 dní, zatiaľ čo výrobný cyklus pre viacvrstvovú vysoko presnú dosku s plošnými spojmi môže trvať 7 až 10 dní alebo aj dlhšie. Pri prispôsobení je potrebné vopred naplánovať výrobný čas na základe faktorov, ako je čas uvedenia produktu na trh.
(3) Potvrďte štandardy kontroly kvality
Overte si štandardy testovania kvality s výrobcami, ako sú štandardy testovania vzhľadu, štandardy testovania elektrického výkonu atď. Bežné metódy detekcie zahŕňajú automatickú optickú kontrolu, testovanie lietajúcou ihlou, röntgenovú kontrolu atď. Stanovením jasných testovacích štandardov je možné zaistiť, že prispôsobené dosky plošných spojov budú spĺňať požiadavky na kvalitu. Napríklad pri niektorých-doskách plošných spojov elektronických produktov vyššej kategórie sa vyžaduje röntgenová kontrola, aby sa zabezpečila spoľahlivosť medzivrstvových spojení a absencia vnútorných chýb.
5, Kontrola nákladov
(1) Optimalizujte dizajn na zníženie nákladov
Znížte náklady prostredníctvom optimalizovaného dizajnu a zároveň spĺňate požiadavky na výkon. Napríklad rozumné zníženie počtu vrstiev, použitie dosiek plošných spojov štandardnej veľkosti a minimalizácia špeciálnych požiadaviek na proces. Napríklad, ak je možné optimalizovať usporiadanie obvodu, aby sa zmenšil dizajn, ktorý pôvodne vyžadoval 8 vrstiev, na 6 vrstiev, výrobné náklady sa môžu výrazne znížiť.
(2) Vyberte si vhodný výrobný proces
Rôzne výrobné procesy majú rôzne náklady a je potrebné zvoliť vhodné procesy podľa požiadaviek na produkt. Napríklad pri procesoch povrchovej úpravy sú náklady na striekanie cínom relatívne nízke, zatiaľ čo náklady na nanášanie zlata sú relatívne vysoké. Ak má výrobok vysoké požiadavky na spoľahlivosť zvárania a náklady to umožňujú, je možné zvoliť proces ponorenia do zlata; Ak sú náklady citlivé a požiadavky na spoľahlivosť zvárania nie sú obzvlášť vysoké, môže byť vhodnejší proces striekania cínu.
(3) Hromadné obstarávanie znižuje náklady na materiál
Ak je prispôsobené množstvo veľké, je možné dohodnúť hromadné obstarávanie s dodávateľmi materiálu, aby sa znížili náklady na materiál. Zároveň vyjednávanie cenových zliav s výrobcami PCB pre hromadnú výrobu môže efektívne znížiť náklady. Napríklad nákupom veľkého množstva substrátu a medenej fólie naraz môžete získať určitú zľavu z ceny, čím sa znížia celkové výrobné náklady.