Teknik PCB - Tentang prestasi desain bagi substrat-berbilang PCB

Performasi rancangan substrat-berbilang PCB kebanyakan mirip dengan yang substrat-tunggal atau substrat-dua, iaitu, untuk menghindari mengisi terlalu banyak sirkuit dengan ruang terlalu kecil, yang mengakibatkan toleransi tidak realistik, kapasitas lapisan dalaman tinggi, dan bahkan mungkin membahayakan keselamatan Kualiti produk. Oleh itu, spesifikasi prestasi patut mempertimbangkan penilaian lengkap kejutan panas, perlawanan izolasi, perlawanan penywelding, dll. sirkuit dalam. Kandungan berikut menggambarkan faktor penting yang patut dianggap dalam desain-substrat berbilang.

1. Faktor desain mekanik

Rancangan mekanik termasuk memilih saiz papan yang sesuai, tebal papan, tumpuan papan, tabung tembaga dalaman, nisbah aspek dan sebagainya.

1. Saiz papan

Saiz papan patut optimum mengikut keperluan aplikasi, saiz kotak sistem, keterangan pembuat papan sirkuit dan kapasitas pembuatan. Papan sirkuit besar mempunyai banyak keuntungan, seperti kurang substrat, laluan sirkuit pendek diantara banyak komponen, sehingga and a boleh mempunyai kelajuan operasi yang lebih tinggi, dan setiap papan PCB boleh mempunyai lebih banyak sambungan input dan output, jadi dalam banyak aplikasi, papan sirkuit besar patut dipilih. Contohnya, dalam komputer peribadi, anda akan melihat papan ibu yang lebih besar. Namun, lebih sukar untuk merancang bentangan garis isyarat pada papan PCB yang besar, memerlukan lebih lapisan isyarat atau kawat dalaman atau ruang, dan kesukaran rawatan panas juga lebih besar. Oleh itu, desainer mesti mempertimbangkan berbagai faktor, seperti saiz papan piawai, saiz peralatan penghasilan, dan keterangan proses penghasilan. Dalam 1PC-D-322 memberikan beberapa panduan pada pemilihan saiz sirkuit/papan cetak piawai.

2. Lebar papan

Ketebasan substrat-berbilang ditentukan oleh banyak faktor, seperti bilangan lapisan isyarat, bilangan dan tebal papan kuasa, nisbah aspek terbuka dan tebal yang diperlukan untuk punching dan plating kualiti tinggi, panjang pins komponen yang diperlukan untuk penyisihan automatik, dan jenis sambungan yang digunakan. Ketebatan seluruh papan sirkuit terdiri dari lapisan konduktif, lapisan tembaga, tebal substrat dan tebal materi prepreg pada kedua-dua sisi PCB. Sukar untuk mendapatkan toleransi ketat pada substrat-berbilang sintetik, dan standar toleransi sekitar 10% dianggap masuk akal.

3. Pengumpulan papan

Untuk mengurangi kemungkinan penyelesaian papan PCB dan mendapatkan papan selesai rata, lapisan substrat berbilang sepatutnya simetrik. Ia adalah untuk mempunyai bilangan lapisan tembaga yang sama, dan untuk memastikan bahawa tebal tembaga dan tebal corak foil tembaga lapisan papan adalah simetrik. Secara umum, arah radial bahan konstruksi (contohnya, kain kaca besi) yang digunakan untuk laminat sepatutnya selari dengan sisi laminat. Kerana laminat berkurang dalam arah radial selepas ikatan, ini akan mengganggu bentangan papan sirkuit, menunjukkan variabiliti dan kestabilan dimensi rendah.

Namun, dengan memperbaiki rancangan, halaman perang dan penyelesaian substrat-berbilang boleh dikurangkan. Melalui distribusi yang sama dari foil tembaga di seluruh aras dan memastikan simetri struktur berbilang-substrat, iaitu, memastikan distribusi yang sama dan tebal bahan prepreg, tujuan untuk mengurangi halaman peperangan dan kerosakan boleh dicapai. Lapisan tembaga dan laminasi patut dibuat dari lapisan tengah-substrat berbilang ke dua lapisan paling luar. Jarak minimum (tebal dielektrik) dinyatakan diantara dua lapisan tembaga ialah 0.080mm.

Ia diketahui dari pengalaman bahawa jarak minimum diantara dua lapisan tembaga, iaitu, tebal minimum bahan prepreg selepas ikatan, mesti sekurang-kurangnya dua kali ganda tebal lapisan tembaga terkandung. Dengan kata lain, jika tebal setiap satu dari dua lapisan tembaga bersebelahan adalah 30μm, tebal bahan prepreg adalah sekurang-kurangnya 2(2x30μm) = 120μm. Ini boleh dicapai dengan menggunakan dua lapisan bahan prepreg (sayuran kaca). Nilai biasa ialah 1080).

4. Fol tembaga dalaman

Foil tembaga yang paling biasa digunakan adalah 1oz (1oz foil tembaga per kaki kuasa dua kawasan permukaan). Bagaimanapun, untuk papan PCB tebal, tebal sangat penting, dan kawalan impedance ketat diperlukan. Papan PCB jenis ini perlu digunakan

0.50z foil tembaga. Untuk pesawat kuasa dan pesawat tanah, lebih baik memilih foil tembaga 2oz atau lebih berat. Namun, pencetakan foil tembaga berat akan mengurangi kemudahan kawalan, dan ia tidak mudah untuk mencapai corak yang diingini lebar baris dan toleransi pitch. Oleh itu, teknik pemprosesan istimewa diperlukan.

5. Lubang

Menurut diameter pin komponen atau saiz diagonal, diameter lubang yang dilapisi biasanya disimpan antara 0.028 dan 0.010in, yang boleh memastikan volum yang cukup untuk penyelesaian yang lebih baik.

6. Nisbah aspek

Nisbah aspek adalah nisbah tebal papan kepada diameter lubang. Secara umum dipercayai bahawa 3:1 adalah nisbah aspek piawai, walaupun nisbah aspek tinggi seperti 5:1 juga biasanya digunakan. Nisbah aspek boleh ditentukan oleh faktor seperti pengeboran, pembuangan slack atau etch kembali dan elektroplating. Apabila menyimpan nisbah aspek dalam julat yang boleh dihasilkan, vias sepatutnya sebanyak mungkin.

2. Faktor desain elektrik

Multi-substrat adalah sistem prestasi tinggi, kelajuan tinggi. Untuk frekuensi yang lebih tinggi, masa naik isyarat dikurangkan, jadi refleksi isyarat dan kawalan panjang garis menjadi kritik. Dalam sistem berbilang-substrat, keperluan untuk prestasi impedance yang boleh dikawal komponen elektronik sangat ketat, dan rancangan mesti memenuhi keperluan di atas. Faktor yang menentukan impedance adalah konstan dielektrik substrat dan bahan prepreg, ruang wayar pada lapisan yang sama, tebal dielektrik antar lapisan dan tebal konduktor tembaga. Dalam aplikasi kelajuan tinggi, urutan laminasi konduktor dalam substrat-berbilang dan urutan sambungan jaringan isyarat juga penting. Pemalar dielektrik: Pemalar dielektrik bahan substrat adalah faktor penting untuk menentukan impedance, lambat penyebaran, dan kapasitasi. Konstant dielektrik substrat epoksi kaca dan bahan prepreg boleh dikawal dengan mengubah peratus kandungan resin.

Konstant dielektrik resin epoksi ialah 3.45, dan konstant dielektrik kaca ialah 6.2. Dengan mengawal peratus bahan-bahan ini, konstan dielektrik kaca epoksi boleh mencapai 4.2-5.3. Ketempatan substrat adalah satu untuk menentukan dan mengawal konstan dielektrik. Huraian yang bagus.

Material prepreg dengan konstan dielektrik relatif rendah adalah sesuai untuk digunakan dalam frekuensi radio dan sirkuit mikrogelombang. Dalam frekuensi radio dan frekuensi mikrogelombang, lambat isyarat disebabkan oleh konstan dielektrik bawah adalah lebih rendah. Dalam substrat, faktor kehilangan rendah boleh minimumkan kehilangan elektrik.

Bahan prepreg ROR 4403 adalah jenis baru bahan yang dihasilkan oleh syarikat PCB. Bahan ini kompatibel dengan substrat lain yang digunakan dalam struktur multisubstrat piawai (bahan FR-4) (misalnya RO 4003 atau RO 4350 yang digunakan dalam panel gelombang mikro).