Wielowarstwowe płytki drukowane są szeroko stosowane w urządzeniach elektronicznych, ponieważ mogą skutecznie poprawić integrację obwodów i zoptymalizować transmisję sygnału. Podczas dostosowywania wielowarstwowych-obwodów drukowanych należy poważnie potraktować wiele środków ostrożności, w tym planowanie projektu, dobór materiałów, procesy produkcyjne itp., aby mieć pewność, że dostosowane wielowarstwowe-płytki drukowane spełniają oczekiwane standardy wydajności. Następnie omówimy środki ostrożności dotyczące dostosowywania wielowarstwowych-obwodów drukowanych.
Wielowarstwowa personalizacja PCB
1, Planowanie projektu
(1) Wyjaśnij wymagania funkcjonalne obwodu
Przed dostosowaniem wymagany jest kompleksowy przegląd funkcji obwodu. Układ obwodów i trasowanie sygnałów różnych modułów funkcjonalnych są różne. Na przykład w przypadku-obwodów sygnałowych o dużej szybkości ważne jest uwzględnienie kwestii integralności sygnału, a ich okablowanie powinno być możliwie krótkie i proste, aby zmniejszyć opóźnienia i straty w transmisji sygnału. Podobnie jak w przypadku linii transmisji danych procesora na płycie głównej komputera, w przypadku-obwodu sygnałowego o dużej prędkości, podczas projektowania konieczne jest dokładne zaplanowanie trasowania linii, aby uniknąć prowadzenia pod kątem prostym i odbicia sygnału. W przypadku obwodów sygnału analogowego należy zwrócić większą uwagę na konstrukcję-przeciwzakłóceniową i należy je w rozsądny sposób oddzielić od obwodów sygnału cyfrowego, aby zmniejszyć wzajemne zakłócenia.
(2) Rozsądnie zaplanuj liczbę pięter
Im więcej warstw, tym lepiej. Należy to wszechstronnie rozważyć w oparciu o takie czynniki, jak złożoność obwodu, typ sygnału i koszt. Jeśli warstw jest zbyt wiele, nie tylko zwiększy to koszty produkcji, ale może również spowodować problemy, takie jak zwarcia i otwarte obwody ze względu na zwiększone trudności w wyrównaniu warstw. Na przykład w przypadku niektórych prostych, małych produktów elektronicznych, takich jak płytki drukowane inteligentnych bransoletek, użycie zbyt wielu warstw może znacznie zwiększyć koszty i zwiększyć ryzyko błędów w procesie produkcyjnym. Ogólnie rzecz biorąc, gdy skala obwodu jest mała, a sygnał jest stosunkowo prosty, wystarczające może być 4-6 warstw; W przypadku złożonych-produktów elektronicznych o wysokiej wydajności, takich jak wysokiej klasy płyty główne serwerów, może być wymagane 10 lub nawet więcej warstw.
(3) Zaplanuj rozkład warstwy sygnału i warstwy mocy
Rozkład warstwy sygnału i warstwy mocy ma znaczący wpływ na integralność sygnału i stabilność mocy. Zwykle warstwa sygnału powinna przylegać do warstwy energetycznej lub warstwy geologicznej, aby zapewnić dobrą płaszczyznę odniesienia i zmniejszyć zakłócenia sygnału. W warstwie środkowej można ustawić warstwę energetyczną i warstwę geologiczną, a warstwę sygnałową można rozprowadzić po stronie zewnętrznej. Jednocześnie należy zauważyć, że warstwa sygnału o dużej-szybkości powinna ściśle przylegać do formacji, aby zredukować zakłócenia elektromagnetyczne podczas transmisji sygnału. Na przykład podczas projektowania płyty głównej telefonu komórkowego ścisłe przyleganie-warstwy sygnału RF o dużej szybkości do warstwy uziemiającej może skutecznie zmniejszyć zniekształcenia sygnału i poprawić jakość komunikacji telefonu.
2, Wybór materiału
(1) Wybór podłoża
Wydajność podłoża jest bezpośrednio związana z właściwościami elektrycznymi, mechanicznymi i odpornością cieplną płytki PCB. Typowe podłoża obejmują FR-4, materiały Rogers itp. FR-4 jest tańszy i nadaje się do większości konwencjonalnych produktów elektronicznych; Materiały Rogers charakteryzują się niską stałą dielektryczną i niskimi stratami, a także dobrze sprawdzają się w zastosowaniach wymagających wysokiej częstotliwości, takich jak płytki drukowane w sprzęcie komunikacyjnym 5G. Jeśli produkty elektroniczne pracują w środowiskach o wysokiej temperaturze, należy wybrać materiały o wysokim TG, aby zapewnić stabilność płytek drukowanych w wysokich temperaturach. Na przykład płytka drukowana w sterowniku silnika samochodowego wymaga zastosowania materiałów o wysokim TG ze względu na wysoką temperaturę środowiska pracy.
(2) Wybór grubości folii miedzianej
Grubość folii miedzianej wpływa na obciążalność prądową płytki drukowanej. W przypadku obwodów wysokoprądowych należy zastosować grubszą folię miedzianą, aby zmniejszyć rezystancję linii i zminimalizować wytwarzanie ciepła. W przypadku obwodów mocy w modułach mocy, jeśli grubość folii miedzianej jest niewystarczająca, obwód może ulec poważnemu spaleniu w wyniku silnego nagrzania, gdy przepływa przez niego duży prąd. Ogólnie rzecz biorąc, w konwencjonalnych liniach sygnałowych można zastosować 1–2 uncje folii miedzianej, podczas gdy w przypadku linii wysokoprądowych może być wymagane 3–4 uncje lub nawet grubsza folia miedziana.
3, Strategia okablowania
(1) Kontroluj długość i szerokość okablowania
Długość okablowania powinna być jak najbardziej skrócona, zwłaszcza w przypadku-okablowania sygnałowego o dużej prędkości. Długie okablowanie zwiększa opóźnienia i straty w transmisji sygnału. Na przykład w okablowaniu-szybkich interfejsów USB, jeśli routing jest zbyt długi, może to prowadzić do niestabilnej transmisji danych i utraty pakietów. Szerokość okablowania należy określić na podstawie przepływającego przez niego prądu. W przypadku linii wysokoprądowych należy zastosować szersze okablowanie, aby spełnić wymagania dotyczące przenoszenia prądu. Jednocześnie szerokość okablowania musi uwzględniać ograniczenia procesu produkcji płytek PCB, ponieważ zbyt cienkie okablowanie może powodować problemy, takie jak przerwy w obwodach podczas procesu produkcyjnego.
(2) Unikaj okablowania pod kątem 90 stopni
Trasowanie pod kątem 90 stopni może powodować odbicia sygnału i nieciągłość impedancji, wpływając w ten sposób na jakość sygnału. W miarę możliwości zaleca się stosowanie metody trasowania z kątem 45 stopni lub przejściem po łuku kołowym. W obwodach-wysokiej częstotliwości efekt ten jest bardziej wyraźny. Na przykład w okablowaniu obwodów RF ścisłe unikanie trasowania pod kątem 90 stopni może skutecznie zmniejszyć odbicia sygnału i poprawić wydajność transmisji sygnału.
(3) Rozsądnie ustawione otwory przelotowe
Przelotki służą do łączenia obwodów różnych warstw, ale mogą powodować pewną pasożytniczą pojemność i indukcyjność, które mają niekorzystny wpływ na-szybkie sygnały. Dlatego w przypadku szybkich-linii sygnałowych liczbę przelotek należy minimalizować do minimum. Jednocześnie należy rozsądnie dobrać wielkość przelotki. Jeśli rozmiar przelotki jest zbyt duży, zajmie zbyt dużo miejsca i wpłynie na gęstość okablowania; Rozmiar-otworu przelotowego jest zbyt mały, co może zwiększyć trudność wiercenia i zapewnić jakość podczas procesu galwanizacji.
4, Komunikacja w procesie produkcyjnym
(1) Wyjaśnij wymagania dotyczące procesu z producentami
Przed dostosowaniem należy w pełni porozumieć się z producentem płytki drukowanej, aby wyjaśnić różne wymagania procesowe, takie jak minimalna szerokość i odstępy linii, minimalny rozmiar przelotek, dokładność wyrównania międzywarstwowego itp. Istnieją różnice w możliwościach procesowych różnych producentów i jeśli wymagania procesowe przekraczają możliwości producenta, może to prowadzić do problemów z jakością produktu lub niemożności jego wyprodukowania. Na przykład niektórzy producenci mogą osiągnąć jedynie minimalną szerokość linii i odstępy wynoszące 0,15 mm. Jeśli wymaganie projektowe wynosi 0,1 mm, nie jest w stanie spełnić potrzeb produkcyjnych.
(2) Zrozumieć proces i cykl produkcyjny
Zrozumienie procesu produkcyjnego i cyklu płytek drukowanych może pomóc w skutecznym planowaniu postępu w rozwoju produktu. Proces produkcyjny obejmuje produkcję warstwy wewnętrznej, laminowanie, wiercenie, galwanizację, produkcję warstwy zewnętrznej, obróbkę powierzchni i inne etapy, z których każdy wymaga określonej ilości czasu. Na przykład typowy cykl produkcyjny 4-warstwowej płytki PCB może trwać 3-5 dni, podczas gdy cykl produkcyjny wielowarstwowej płytki drukowanej o wysokiej precyzji może trwać 7–10 dni lub nawet dłużej. Podczas dostosowywania konieczne jest wcześniejsze zaplanowanie czasu produkcji w oparciu o takie czynniki, jak czas wprowadzenia produktu na rynek.
(3) Potwierdzić standardy kontroli jakości
Potwierdź standardy testowania jakości u producentów, takie jak standardy testowania wyglądu, standardy testowania wydajności elektrycznej itp. Typowe metody wykrywania obejmują automatyczną inspekcję optyczną, testowanie latającej igły, kontrolę rentgenowską itp. Ustanawiając jasne standardy testowania, można zapewnić, że dostosowane płytki drukowane będą spełniać wymagania jakościowe. Na przykład w przypadku płytek drukowanych-najwyższej klasy produktów elektronicznych wymagana jest{{5}kontrola rentgenowska, aby zapewnić niezawodność połączeń międzywarstwowych i brak defektów wewnętrznych.
5, Kontrola kosztów
(1) Zoptymalizuj projekt, aby obniżyć koszty
Obniż koszty dzięki zoptymalizowanemu projektowi przy jednoczesnym spełnieniu wymagań dotyczących wydajności. Takie jak rozsądne zmniejszenie liczby warstw, użycie płytek drukowanych o standardowych rozmiarach i minimalizacja specjalnych wymagań procesowych. Na przykład, jeśli można zoptymalizować układ obwodów, aby zredukować projekt pierwotnie wymagający 8 warstw do 6, koszty produkcji można znacznie zmniejszyć.
(2) Wybierz odpowiedni proces produkcyjny
Różne procesy produkcyjne mają różne koszty i należy wybrać odpowiednie procesy zgodnie z wymaganiami produktu. Na przykład w procesach obróbki powierzchni koszt natryskiwania cyny jest stosunkowo niski, podczas gdy koszt osadzania złota jest stosunkowo wysoki. Jeśli produkt ma wysokie wymagania dotyczące niezawodności spawania i pozwala na to koszt, można wybrać proces złota zanurzeniowego; Jeśli koszt jest wrażliwy, a wymagania dotyczące niezawodności spawania nie są szczególnie wysokie, bardziej odpowiedni może być proces natryskiwania cyną.
(3) Zakupy hurtowe zmniejszają koszty materiałów
Jeżeli dostosowana ilość jest duża, można negocjować zamówienia zbiorcze z dostawcami materiałów, aby obniżyć koszty materiałów. Jednocześnie negocjowanie rabatów cenowych z producentami płytek drukowanych przy masowej produkcji może skutecznie obniżyć koszty. Przykładowo, kupując od razu dużą ilość podłoża i folii miedzianej, można uzyskać pewien rabat cenowy, obniżając w ten sposób całkowity koszt produkcji.