Les plaques de circuits impresos multicapa s'utilitzen àmpliament en dispositius electrònics perquè poden millorar eficaçment la integració del circuit i optimitzar la transmissió del senyal. Quan es personalitzen plaques de circuits impresos multi-capes, s'han de prendre seriosament moltes precaucions, com ara la planificació del disseny, la selecció de materials, els processos de fabricació, etc., per garantir que les plaques de circuits impresos multi-personalitzades compleixin els estàndards de rendiment esperats. A continuació, detallarem les precaucions per personalitzar plaques de circuits impresos multi-capes.
Personalització de PCB multicapa
1, Planificació del disseny
(1) Aclarir els requisits funcionals del circuit
Abans de la personalització, cal una revisió exhaustiva de les funcions del circuit. La disposició del circuit i l'encaminament del senyal dels diferents mòduls funcionals varien. Per exemple, per als circuits de senyal d'alta-velocitat, és important tenir en compte els problemes d'integritat del senyal i el seu cablejat ha de ser el més curt i recte possible per reduir el retard i la pèrdua de transmissió del senyal. Igual que la línia de transmissió de dades de la CPU a la placa base d'un ordinador, com a circuit de senyal d'alta-velocitat, és necessària una planificació acurada de l'encaminament de la línia durant el disseny per evitar l'encaminament en angle recte i la reflexió del senyal. Per als circuits de senyal analògic, s'ha de prestar més atenció al disseny anti-interferències i s'haurien de separar raonablement dels circuits de senyal digital per reduir la interferència mútua.
(2) Planificar raonablement el nombre de plantes
Com més capes, millor. S'ha de considerar exhaustivament en funció de factors com la complexitat del circuit, el tipus de senyal i el cost. Si hi ha massa capes, no només augmentarà els costos de fabricació, sinó que també pot causar problemes com curtcircuits i circuits oberts a causa de la major dificultat per alinear-se entre capes. Per exemple, per a alguns productes electrònics petits senzills, com ara la placa de circuits de polseres intel·ligents, l'ús de massa capes pot augmentar significativament els costos i augmentar el risc d'errors en el procés de fabricació. En termes generals, quan l'escala del circuit és petita i el senyal és relativament simple, 4-6 capes poden ser suficients; Per a productes electrònics complexos-d'alt rendiment, com ara plaques base de servidor de gamma alta, és possible que es necessitin 10 capes o més.
(3) Planifiqueu la distribució de la capa de senyal i la capa de potència
La distribució de la capa de senyal i la capa de potència té un impacte significatiu en la integritat del senyal i l'estabilitat de la potència. Normalment, la capa de senyal ha d'estar adjacent a la capa de potència o la capa geològica per proporcionar un bon pla de referència i reduir la interferència del senyal. La capa de potència i la capa geològica es poden establir a la capa mitjana i la capa de senyal es pot distribuir a la part exterior. Al mateix temps, és important tenir en compte que la capa de senyal d'alta -velocitat ha d'estar molt adjacent a la formació per reduir la interferència electromagnètica durant la transmissió del senyal. Per exemple, quan es dissenya una placa base de telèfon mòbil, l'adhesió forta de la capa de senyal de RF d'alta-velocitat a la capa de terra pot reduir eficaçment la distorsió del senyal i millorar la qualitat de la comunicació del telèfon.
2, selecció de material
(1) Selecció del substrat
El rendiment del substrat està directament relacionat amb les propietats elèctriques, mecàniques i de resistència a la calor del PCB. Els substrats comuns inclouen FR-4, materials Rogers, etc. FR-4 té un cost més baix i és adequat per a la majoria de productes electrònics convencionals; Els materials Rogers tenen característiques com ara una baixa constant dielèctrica i una baixa pèrdua, i funcionen bé en escenaris d'aplicació d'alta freqüència, com ara plaques de circuits impresos en equips de comunicació 5G. Si els productes electrònics funcionen en entorns d'alta temperatura, s'han de seleccionar materials d'alta TG per garantir l'estabilitat de les plaques de circuit imprès a altes temperatures. Per exemple, el PCB de la unitat de control del motor del cotxe requereix l'ús de materials d'alt TG a causa de l'alta temperatura de l'entorn de treball.
(2) Selecció del gruix de la làmina de coure
El gruix de la làmina de coure afecta la capacitat de càrrega actual del PCB. Per a circuits d'alta intensitat, s'ha d'utilitzar una làmina de coure més gruixuda per reduir la resistència de la línia i minimitzar la generació de calor. Per als circuits d'alimentació dels mòduls de potència, si el gruix de la làmina de coure és insuficient, el circuit pot experimentar una cremada greu a causa d'un fort escalfament quan passen corrents elevats. En termes generals, les línies de senyal convencionals poden utilitzar 1-2 unces de làmina de coure, mentre que per a línies d'alta intensitat, es pot requerir una làmina de coure de 3-4 unces o fins i tot més gruixuda.
3, estratègia de cablejat
(1) Controleu la longitud i l'amplada del cablejat
La longitud del cablejat s'ha d'escurçar tant com sigui possible, especialment per al cablejat del senyal d'alta-velocitat. El cablejat llarg augmentarà el retard i la pèrdua de transmissió del senyal. Per exemple, en el cablejat d'interfícies USB d'alta-velocitat, si l'encaminament és massa llarg, pot provocar una transmissió de dades inestable i una pèrdua de paquets. L'amplada del cablejat s'ha de determinar en funció del corrent que hi passa. Per a línies d'alta intensitat, s'ha d'utilitzar un cablejat més ampli per complir els requisits de transport actual. Al mateix temps, l'amplada del cablejat també ha de tenir en compte les limitacions del procés de fabricació de PCB, ja que un cablejat massa prim pot causar problemes com ara interrupcions de circuit durant el procés de fabricació.
(2) Eviteu el cablejat de 90 graus
L'encaminament de 90 graus pot provocar la reflexió del senyal i la discontinuïtat de la impedància, afectant així la qualitat del senyal. Es recomana utilitzar un mètode d'encaminament amb un angle de 45 graus o una transició d'arc circular tant com sigui possible. En circuits d'alta-freqüència, aquest efecte és més pronunciat. Per exemple, en el cablejat de circuits de RF, evitar estrictament l'encaminament de 90 graus pot reduir eficaçment la reflexió del senyal i millorar l'eficiència de la transmissió del senyal.
(3) Fixat raonablement a través dels forats
Els vias s'utilitzen per connectar circuits de diferents capes, però poden aportar certa capacitat i inductància paràsits, que tenen efectes adversos en els senyals d'alta-velocitat. Per tant, a les línies de senyal d'alta-velocitat, el nombre de vies s'ha de reduir al màxim possible. Al mateix temps, cal triar raonablement la mida de la via. Si la mida de la via és massa gran, ocuparà massa espai i afectarà la densitat del cablejat; La mida-del forat passant és massa petita, cosa que pot augmentar la dificultat de perforació i dificultar la garantia de la qualitat durant el procés de galvanoplastia.
4, comunicació del procés de fabricació
(1) Aclarir els requisits del procés amb els fabricants
Abans de la personalització, cal comunicar-se completament amb el fabricant de la PCB per aclarir diversos requisits del procés, com ara l'amplada mínima i l'espaiat de la línia, la mida mínima, la precisió d'alineació entre capes, etc. Hi ha diferències en les capacitats del procés dels diferents fabricants i, si els requisits del procés superen les capacitats del fabricant, pot provocar problemes de qualitat del producte o incapacitat de fabricar. Per exemple, alguns fabricants només poden aconseguir una amplada de línia i un espai mínim de 0,15 mm. Si el requisit de disseny és de 0,1 mm, no pot satisfer les necessitats de producció.
(2) Comprendre el procés i el cicle de fabricació
Comprendre el procés de fabricació i el cicle de les plaques de circuit imprès pot ajudar a programar el progrés del desenvolupament del producte de manera eficaç. El procés de fabricació inclou la producció de la capa interna, la laminació, la perforació, la galvanoplastia, la producció de la capa exterior, el tractament de superfícies i altres passos, cadascun dels quals requereix un cert temps. Per exemple, el cicle de fabricació típic d'una PCB de 4-capes pot ser de 3-5 dies, mentre que el cicle de fabricació d'una PCB d'alta precisió multicapa pot ser de 7 a 10 dies o fins i tot més. A l'hora de personalitzar, cal planificar amb antelació el temps de fabricació en funció de factors com ara el temps de llançament del producte.
(3) Confirmeu els estàndards d'inspecció de qualitat
Confirmeu els estàndards de proves de qualitat amb els fabricants, com ara els estàndards de proves d'aspecte, els estàndards de proves de rendiment elèctric, etc. Els mètodes de detecció habituals inclouen la inspecció òptica automàtica, proves d'agulla voladora, inspecció de raigs X-, etc. En establir estàndards de proves clars, es pot garantir que les plaques de circuits impresos personalitzades compleixin els requisits de qualitat. Per exemple, per a les plaques de circuits impresos d'alguns-productes electrònics de gamma alta, es requereix una inspecció de raigs X{-per garantir la fiabilitat de les connexions entre capes i l'absència de defectes interns.
5, Control de costos
(1) Optimitzar el disseny per reduir costos
Reduïu els costos mitjançant un disseny optimitzat alhora que compleix els requisits de rendiment. Com ara reduir raonablement el nombre de capes, utilitzar plaques de circuits impresos de mida estàndard i minimitzar els requisits especials del procés. Per exemple, si el disseny del circuit es pot optimitzar per reduir el disseny que originalment requeria de 8 capes a 6 capes, el cost de fabricació es pot reduir significativament.
(2) Trieu el procés de fabricació adequat
Els diferents processos de fabricació tenen costos diferents i cal seleccionar els processos adequats segons els requisits del producte. Per exemple, en els processos de tractament de superfícies, el cost de la polvorització d'estany és relativament baix, mentre que el cost de la deposició d'or és relativament elevat. Si el producte té alts requisits per a la fiabilitat de la soldadura i el cost ho permet, es pot triar el procés d'immersió d'or; Si el cost és sensible i els requisits de fiabilitat de la soldadura no són especialment elevats, el procés de polvorització d'estany pot ser més adequat.
(3) L'adquisició a granel redueix els costos dels materials
Si la quantitat personalitzada és gran, es pot negociar la compra a granel amb els proveïdors de materials per reduir els costos del material. Al mateix temps, la negociació de descomptes de preus amb els fabricants de PCB per a la producció en massa pot reduir els costos de manera efectiva. Per exemple, la compra d'una gran quantitat de substrat i làmina de coure alhora pot obtenir un cert descompte de preu, reduint així el cost total de fabricació.