Monikerroksisia painettuja piirilevyjä käytetään laajalti elektronisissa laitteissa, koska ne voivat tehokkaasti parantaa piirien integrointia ja optimoida signaalin siirtoa. Monikerroksisia painettuja piirilevyjä mukautettaessa on otettava vakavasti monia varotoimia, mukaan lukien suunnittelusuunnittelu, materiaalin valinta, valmistusprosessit jne., jotta voidaan varmistaa, että räätälöidyt monikerroksiset painetut piirilevyt täyttävät odotetut suorituskykystandardit. Seuraavaksi käsittelemme monikerroksisten painettujen piirilevyjen mukauttamista koskevia varotoimia.
Monikerroksinen PCB-räätälöinti
1, Suunnittelusuunnittelu
(1) Selvitä piirin toiminnalliset vaatimukset
Ennen räätälöintiä tarvitaan kattava katsaus piirin toiminnoista. Eri toiminnallisten moduulien piiriasettelu ja signaalin reititys vaihtelevat. Esimerkiksi nopean{2}}signaalipiireissä on tärkeää ottaa huomioon signaalin eheysongelmat, ja niiden johdotuksen tulee olla mahdollisimman lyhyt ja suora signaalin lähetysviiveen ja -häviön vähentämiseksi. Kuten tietokoneen emolevyn CPU-tiedonsiirtolinja, nopeana-signaalipiirinä, linjan reititys on suunniteltava huolellisesti suunnittelun aikana, jotta vältetään suorakulmainen reititys ja signaalin heijastus. Analogisissa signaalipiireissä tulisi kiinnittää enemmän huomiota häiriönpoistoon -ja ne tulisi kohtuudella erottaa digitaalisista signaalipiireistä keskinäisten häiriöiden vähentämiseksi.
(2) Suunnittele kerrosten lukumäärä järkevästi
Mitä enemmän kerroksia, sen parempi. Sitä on harkittava kattavasti tekijöiden, kuten piirin monimutkaisuuden, signaalityypin ja kustannusten perusteella. Jos kerroksia on liian monta, se ei ainoastaan lisää valmistuskustannuksia, vaan se voi myös aiheuttaa ongelmia, kuten oikosulkuja ja avointa virtapiiriä, koska kerrosten väliset kohdistusvaikeudet lisääntyvät. Esimerkiksi joidenkin yksinkertaisten pienten elektronisten tuotteiden, kuten älyrannerenkaiden piirilevyjen, liian monen kerroksen käyttö voi nostaa merkittävästi kustannuksia ja lisätä virheiden riskiä valmistusprosessissa. Yleisesti ottaen, kun piirin mittakaava on pieni ja signaali suhteellisen yksinkertainen, 4-6 kerrosta voi olla riittävä; Monimutkaiset korkean suorituskyvyn{6}}elektroniikkatuotteet, kuten huippuluokan palvelinemolevyt, voivat vaatia 10 tai jopa enemmän kerrosta.
(3) Suunnittele signaalikerroksen ja tehokerroksen jakautuminen
Signaalikerroksen ja tehokerroksen jakautumisella on merkittävä vaikutus signaalin eheyteen ja tehon vakauteen. Yleensä signaalikerroksen tulee olla tehokerroksen tai geologisen kerroksen vieressä hyvän vertailutason tarjoamiseksi ja signaalihäiriöiden vähentämiseksi. Voimakerros ja geologinen kerros voidaan asettaa keskikerrokseen ja signaalikerros voidaan jakaa ulkopuolelle. Samanaikaisesti on tärkeää huomata, että nopean-signaalikerroksen tulee olla lähekkäin muodostelman vieressä sähkömagneettisten häiriöiden vähentämiseksi signaalin lähetyksen aikana. Esimerkiksi matkapuhelimen emolevyä suunniteltaessa nopean RF-signaalikerroksen kiinnittäminen tiukasti maakerrokseen voi tehokkaasti vähentää signaalin vääristymiä ja parantaa puhelimen viestinnän laatua.
2, materiaalin valinta
(1) Substraatin valinta
Substraatin suorituskyky liittyy suoraan piirilevyn sähköisiin, mekaanisiin ja lämmönkestävyysominaisuuksiin. Yleisiä substraatteja ovat FR-4, Rogers-materiaalit jne. FR-4:n kustannukset ovat alhaisemmat ja se sopii useimpiin tavanomaisiin elektroniikkatuotteisiin; Rogersin materiaaleilla on ominaisuuksia, kuten alhainen dielektrisyysvakio ja pieni häviö, ja ne toimivat hyvin korkeataajuisissa sovelluksissa, kuten 5G-viestintälaitteiden painetuissa piirilevyissä. Jos elektroniset tuotteet toimivat korkeissa lämpötiloissa, korkean TG:n materiaalit tulee valita painettujen piirilevyjen stabiilisuuden varmistamiseksi korkeissa lämpötiloissa. Esimerkiksi auton moottorin ohjausyksikön piirilevy vaatii korkean TG-materiaalin käyttöä korkean työympäristön lämpötilan vuoksi.
(2) Kuparifolion paksuuden valinta
Kuparifolion paksuus vaikuttaa piirilevyn virrankantokykyyn. Suurvirtapiireissä tulisi käyttää paksumpaa kuparikalvoa linjavastuksen vähentämiseksi ja lämmön muodostuksen minimoimiseksi. Tehomoduulien tehopiireissä, jos kuparikalvon paksuus ei ole riittävä, piirissä voi esiintyä voimakasta palamista voimakkaan kuumenemisen vuoksi, kun läpi kulkee suuria virtoja. Yleisesti ottaen tavanomaiset signaalilinjat voivat käyttää 1-2 unssia kuparikalvoa, kun taas suurivirtaisissa linjoissa voidaan tarvita 3-4 unssia tai jopa paksumpaa kuparikalvoa.
3, johdotusstrategia
(1) Ohjaa johdotuksen pituutta ja leveyttä
Johdotuksen pituutta tulisi lyhentää mahdollisimman paljon, erityisesti nopean{0}}signaalijohdotuksen yhteydessä. Pitkä johdotus lisää signaalin lähetysviivettä ja -häviöitä. Esimerkiksi nopeiden USB-liitäntöjen johdotuksessa liian pitkä reititys voi johtaa epävakaaseen tiedonsiirtoon ja pakettien katoamiseen. Johdon leveys tulee määrittää sen läpi kulkevan virran perusteella. Suurivirtaisissa linjoissa tulisi käyttää leveämpää johdotusta virransiirtovaatimusten täyttämiseksi. Samanaikaisesti johdotuksen leveydessä on otettava huomioon myös piirilevyjen valmistusprosessin rajoitukset, sillä liian ohut johdotus voi aiheuttaa ongelmia, kuten virtakatkoja valmistusprosessin aikana.
(2) Vältä 90 asteen johdotusta
90 asteen reititys voi aiheuttaa signaalin heijastuksen ja impedanssin epäjatkuvuuden, mikä vaikuttaa signaalin laatuun. On suositeltavaa käyttää reititysmenetelmää, jossa on 45 asteen kulma tai ympyräkaaren siirtymä mahdollisimman paljon. Korkeataajuisissa-piireissä tämä vaikutus on selvempi. Esimerkiksi RF-piirien johdotuksessa 90 asteen reitityksen välttäminen voi tehokkaasti vähentää signaalin heijastusta ja parantaa signaalin lähetyksen tehokkuutta.
(3) Kohtuullisesti asetettu läpireiät
Läpivientiä käytetään eri kerrosten piirien yhdistämiseen, mutta ne voivat tuoda tiettyä loiskapasitanssia ja induktanssia, jotka vaikuttavat haitallisesti{0}}nopeisiin signaaleihin. Siksi nopeilla-signaalilinjoilla läpivientien määrä tulee minimoida mahdollisimman paljon. Samalla on välttämätöntä valita läpiviennin koko järkevästi. Jos läpivientien koko on liian suuri, se vie liikaa tilaa ja vaikuttaa johdotuksen tiheyteen; Läpi-reiän koko on liian pieni, mikä voi vaikeuttaa porausta ja vaikeuttaa laadun varmistamista galvanointiprosessin aikana.
4, valmistusprosessin viestintä
(1) Selvitä prosessivaatimukset valmistajien kanssa
Ennen räätälöintiä on tarpeen kommunikoida täysin piirilevyn valmistajan kanssa erilaisten prosessivaatimusten selvittämiseksi, kuten vähimmäisviivan leveys ja -väli, vähimmäisläpimitta, kerrosten välisen kohdistustarkkuus jne. Eri valmistajien prosessien kyvyissä on eroja, ja jos prosessivaatimukset ylittävät valmistajan mahdollisuudet, se voi johtaa tuotteen laatuongelmiin tai valmistuskyvyttömyyteen. Esimerkiksi jotkut valmistajat voivat saavuttaa vain 0,15 mm:n vähimmäisviivan leveyden ja -välin. Jos suunnitteluvaatimus on 0,1 mm, se ei voi täyttää tuotantotarpeita.
(2) Ymmärtää valmistusprosessin ja -syklin
Painettujen piirilevyjen valmistusprosessin ja syklin ymmärtäminen voi auttaa ajoittamaan tuotekehityksen edistymistä tehokkaasti. Valmistusprosessi sisältää sisäkerroksen valmistuksen, laminoinnin, porauksen, galvanoinnin, ulkokerroksen valmistuksen, pintakäsittelyn ja muut vaiheet, joista jokainen vaatii tietyn ajan. Esimerkiksi 4-kerroksisen piirilevyn tyypillinen valmistussykli voi olla 3-5 päivää, kun taas monikerroksisen erittäin tarkan piirilevyn valmistussykli voi olla jopa 7-10 päivää tai jopa pidempi. Räätälöinnin yhteydessä on tarpeen suunnitella valmistusaika etukäteen esimerkiksi tuotteen julkaisuajan perusteella.
(3) Vahvista laaduntarkastusstandardit
Vahvista laatutestausstandardit valmistajilta, kuten ulkonäkötestausstandardit, sähköisen suorituskyvyn testausstandardit jne. Yleisiä havaitsemismenetelmiä ovat automaattinen optinen tarkastus, lentävä neulatestaus, röntgentarkastus jne. Selkeillä testausstandardeilla voidaan varmistaa, että räätälöidyt painetut piirilevyt täyttävät laatuvaatimukset. Esimerkiksi joidenkin korkealaatuisten-elektroniikkatuotteiden painettujen piirilevyjen kohdalla röntgentarkastus vaaditaan kerrosten välisten yhteyksien luotettavuuden ja sisäisten vikojen puuttumisen varmistamiseksi.
5, kustannusten hallinta
(1) Optimoi suunnittelu kustannusten vähentämiseksi
Vähennä kustannuksia optimoidun suunnittelun avulla ja täytä suorituskykyvaatimukset. Kuten kerrosten määrän vähentäminen kohtuullisesti, vakiokokoisten painettujen piirilevyjen käyttö ja erityisten prosessivaatimusten minimoiminen. Esimerkiksi, jos piiriasettelu voidaan optimoida vähentämään alun perin 8 kerrosta vaatinut rakenne 6 kerrokseen, valmistuskustannuksia voidaan vähentää merkittävästi.
(2) Valitse sopiva valmistusprosessi
Eri valmistusprosesseilla on erilaiset kustannukset, ja sopivat prosessit on valittava tuotevaatimusten mukaan. Esimerkiksi pintakäsittelyprosesseissa tinan ruiskutuskustannukset ovat suhteellisen alhaiset, kun taas kullan pinnoituksen kustannukset ovat suhteellisen korkeat. Jos tuotteella on korkeat vaatimukset hitsauksen luotettavuudelle ja hinta sen sallii, voidaan valita upotuskultaprosessi; Jos hinta on herkkä ja hitsauksen luotettavuusvaatimukset eivät ole erityisen korkeat, tinaruiskutusprosessi voi olla sopivampi.
(3) Irtotavarahankinta vähentää materiaalikustannuksia
Jos räätälöity määrä on suuri, irtotavarahankinnasta voidaan neuvotella materiaalitoimittajien kanssa materiaalikustannusten vähentämiseksi. Samanaikaisesti hintaalennusten neuvotteleminen piirilevyjen valmistajien kanssa massatuotannossa voi vähentää tehokkaasti kustannuksia. Esimerkiksi suuren substraattimäärän ja kuparifolion ostaminen kerralla voi saada tietyn hinnan alennuksen, mikä vähentää kokonaisvalmistuskustannuksia.