Công nghệ PCB - Tạo và thiết lập lớp giữa của bảng mạch PCB

Lớp giữa là lớp giữa lớp trên cùng và lớp dưới cùng của PCB. Làm thế nào để lớp trung gian đạt được trong quá trình sản xuất? Nói một cách đơn giản, các tấm nhiều lớp được làm bằng cách ép các tấm một lớp và hai lớp, lớp giữa là lớp trên cùng hoặc dưới cùng của các tấm một lớp và hai lớp ban đầu. Trong quá trình sản xuất bảng mạch PCB, trước tiên cần phải phủ màng đồng trên cả hai mặt của chất nền (thường là vật liệu nhựa tổng hợp), sau đó chuyển đổi mối quan hệ dây điện thành bảng mạch của bảng in thông qua các quá trình như sơn nhẹ (đối với dây chuyền in, tấm hàn và lỗ thông qua, được bảo vệ bằng lớp phủ để ngăn chặn các phần này của màng đồng bị ăn mòn trong quá trình ăn mòn tiếp theo), sau đó ăn mòn hóa học (với FeCl3 hoặc H2O2 là giải pháp ăn mòn của thành phần chính) sẽ không được phủ. Màng đồng trong phần bảo vệ màng bị ăn mòn, và cuối cùng hoàn thành công việc hậu xử lý như khoan và màn hình in, để bảng mạch PCB về cơ bản hoàn thành. Tương tự, bảng mạch PCB nhiều lớp được hình thành bằng cách ép sau khi hoàn thành nhiều lớp, để giảm chi phí và nhiễu quá lỗ, bảng mạch PCB nhiều lớp thường kém hơn bảng hai lớp và bảng một lớp. Độ dày dày như thế nào, điều này làm cho số lượng lớp PCB nhiều lớp có xu hướng ít dày hơn và độ bền cơ học thấp hơn so với bảng hai lớp thông thường và bảng một lớp, dẫn đến yêu cầu xử lý cao hơn. Do đó, chi phí sản xuất của bảng PCB nhiều lớp đắt hơn nhiều so với bảng hai lớp và bảng một lớp thông thường.

Tuy nhiên, việc định tuyến các tấm nhiều lớp trở nên dễ dàng hơn do sự hiện diện của các lớp trung gian, đây cũng là mục đích chính của việc lựa chọn các tấm nhiều lớp. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, bảng mạch PCB nhiều lớp đặt ra yêu cầu cao hơn đối với việc định tuyến bằng tay, khiến các nhà thiết kế cần nhiều phần mềm EDA hơn để giúp đỡ; Đồng thời, sự hiện diện của lớp trung gian cho phép truyền tải điện và tín hiệu trong các lớp tấm khác nhau. Hiệu suất cách ly tín hiệu và chống nhiễu sẽ tốt hơn. Nguồn điện kết nối đồng diện tích lớn và lưới nối đất có thể làm giảm hiệu quả trở kháng đường dây và giảm độ lệch tiềm năng nối đất do tiếp đất chung gây ra. Do đó, bảng mạch PCB với cấu trúc bảng nhiều lớp thường có khả năng chống nhiễu tốt hơn so với bảng hai lớp thông thường và bảng một lớp.

Tạo layer giữa

Hệ thống Protel cung cấp một trình quản lý ngăn xếp tầng (Layer Stack Manager) đặc biệt để thiết lập lớp và quản lý. Công cụ này có thể giúp các nhà thiết kế thêm, sửa đổi và xóa các lớp làm việc, cũng như xác định và sửa đổi các thuộc tính lớp. Chọn lệnh [Design]/[Layer Stack Manager £] và hộp thoại cài đặt thuộc tính Layer Stack Manager bật lên.

Có 3 tùy chọn để thiết lập trong hộp thoại này.

(1) Tên: Tên được dùng để chỉ định lớp.

(2) Độ dày đồng: chỉ định độ dày màng đồng của lớp này, giá trị mặc định là 1,4 triệu. Màng đồng càng dày, khả năng chịu tải của dây có cùng chiều rộng càng lớn.

(3) Network Name: Chỉ định mạng được kết nối với lớp này trong danh sách thả xuống. Tùy chọn này chỉ có thể được sử dụng để thiết lập lớp điện bên trong, lớp tín hiệu không có tùy chọn này. Nếu lớp điện bên trong chỉ có một mạng, chẳng hạn như "+5V", bạn có thể chỉ định tên mạng ở đây. Nhưng nếu các lớp điện bên trong cần được chia thành nhiều khu vực khác nhau, thì đừng chỉ định tên mạng ở đây.

Giữa các lớp có vật liệu cách nhiệt làm tàu sân bay cho bảng mạch hoặc để cách ly điện. Trong số này, cả Core và Pre-Immersion đều là vật liệu cách nhiệt, nhưng Core có màng đồng và dây dẫn ở cả hai bên của tấm, trong khi Pre-Immersion chỉ là vật liệu cách nhiệt để cách ly giữa các lớp. Hộp thoại cài đặt thuộc tính cho cả hai đều giống nhau. Nhấp đúp vào Core hoặc Pre-Immersion hoặc chọn vật liệu cách nhiệt và nhấp vào nút Properties để bật hộp thoại cài đặt thuộc tính cách nhiệt.

Độ dày của lớp cách nhiệt có liên quan đến các yếu tố như khả năng chịu áp suất giữa các lớp và khớp nối tín hiệu, đã được giới thiệu trong các nguyên tắc lựa chọn và chồng chất lớp trước đó. Nếu không có yêu cầu đặc biệt, giá trị mặc định thường được chọn.

Ngoài hai lớp cách điện "lõi" và "pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre

Có một danh sách thả xuống chọn chế độ xếp chồng dưới các tùy chọn cài đặt lớp cách nhiệt trên cùng và dưới cùng, với các chế độ xếp chồng khác nhau có thể được chọn: cặp lớp, cặp bên trong và xây dựng). Như đã đề cập trước đó, các tấm nhiều lớp thực sự được làm bằng cách ép nhiều tấm hai lớp hoặc tấm một lớp. Chọn một chế độ khác nhau có nghĩa là các phương pháp ép khác nhau được sử dụng trong sản xuất thực tế, do đó vị trí của "lõi" và "pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre Ví dụ, chế độ kết hợp lớp là hai bảng hai tầng kẹp một tầng cách điện (nguyên liệu trước khi ngâm), chế độ kết hợp lớp điện bên trong là hai bảng một tầng kẹp hai tầng. Một chế độ cắp lớp mặc định thường được sử dụng.

Ở bên phải hộp thoại cài đặt thuộc tính Layer Stack Manager có một danh sách các nút hành động lớp. Mỗi nút hoạt động như sau:

(1) Thêm lớp: Thêm lớp tín hiệu trung gian. Ví dụ: nếu bạn cần thêm một lớp tín hiệu tốc độ cao giữa GND và nguồn điện, bạn nên chọn lớp GND trước. Nhấp vào nút Add Layer và một lớp tín hiệu sẽ được thêm vào bên dưới lớp GND. Tên mặc định là MidLayer1, MidLayer2,..., Đợi. Bấm đúp chuột vào tên lớp hoặc bấm vào nút Properties để đặt thuộc tính lớp.

(2) Thêm mặt phẳng: Thêm lớp điện bên trong. Phương pháp thêm cũng giống như thêm một lớp tín hiệu trung gian. Bắt đầu bằng cách chọn vị trí của lớp điện bên trong bạn cần thêm, sau đó nhấp vào nút Thêm lớp điện bên dưới lớp được chỉ định. Tên mặc định là Internal Plane 1, Internal Plane 2,... Đợi đã. Nhấp đúp vào tên lớp hoặc nhấp vào nút Properties để thiết lập các thuộc tính của lớp.

(3) xóa: xóa các lớp. Ngoài các lớp trên cùng và dưới cùng không thể xóa, các lớp tín hiệu khác và các lớp điện bên trong có thể bị xóa, nhưng các lớp tín hiệu trung gian được định tuyến và các lớp điện bên trong được phân chia không thể bị xóa. Chọn lớp bạn muốn xóa, nhấn vào nút, hộp thoại bật lên và nhấn có để xóa lớp.

(4) Di chuyển lên: Di chuyển lên một lớp. Chọn layer mà bạn cần phải di chuyển lên (có thể là Signal hoặc Internal Electric) và nhấp vào nút này, layer này sẽ di chuyển lên một layer, nhưng không vượt quá layer trên cùng.

(5) Di chuyển xuống: Di chuyển xuống một lớp. Tương tự như nút Move Up, khi bạn nhấp vào nó, lớp sẽ di chuyển xuống một lớp, nhưng không vượt quá lớp dưới cùng.

(6) Thuộc tính: Nút thuộc tính. Bấm vào nút này để mở ra hộp thoại cài đặt thuộc tính lớp tương tự.

Sau khi hoàn thành các thiết lập liên quan cho Layer Stack Manager, nhấn OK để thoát khỏi Layer Stack Manager và bạn có thể thực hiện các hành động liên quan trong giao diện chỉnh sửa PCB. Khi làm việc với lớp trung gian, trước tiên bạn cần thiết lập xem lớp trung gian có xuất hiện trong giao diện chỉnh sửa PCB hay không. Chọn [Design]/[Options...] hộp thoại thiết lập tùy chọn bật lên lệnh, đánh dấu tùy chọn lớp điện bên trong bên dưới mặt phẳng bên trong để hiển thị lớp điện bên trong.

Khi bạn đã hoàn tất thiết lập, bạn có thể thấy các lớp được hiển thị trong môi trường chỉnh sửa PCB. Nhấp chuột vào thẻ layer của bảng để chuyển đổi hoạt động giữa các layer khác nhau. Nếu bạn không quen với màu mặc định của hệ thống, bạn có thể chọn tùy chọn "Color" theo lệnh [Tools]/[Preferences...] để xác định màu sắc của mỗi layer. Nội dung liên quan được giới thiệu trong Chương 8 để người đọc tham khảo.