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華秋干貨鋪 | PCB內(nèi)層的可制造性設(shè)計(jì)

華秋電子 ? 來源:未知 ? 2022-12-08 18:15 ? 次閱讀



PCB工程師layout一款產(chǎn)品,不僅僅是布局布線,內(nèi)層的電源平面、地平面的設(shè)計(jì)也非常重要。處理內(nèi)層不僅要考慮電源完整性、信號完整性、電磁兼容性,還需要考慮DFM可制造性。

PCB內(nèi)層與表層的區(qū)別,表層是用來走線焊接元器件的,內(nèi)層則是規(guī)劃電源/接地層,該層僅用于多層板,主要用于布置電源線和接地線。我們稱之為雙層板、四層板和六層板,通常指信號層和內(nèi)部電源/接地層的數(shù)量。





內(nèi)層設(shè)計(jì)



在高速信號,試中信號,高頻信號等關(guān)鍵信號的下面設(shè)計(jì)地線層,這樣信號環(huán)路的路徑最短,輻射最小。

高速電路設(shè)計(jì)過程中必須考慮如何處理電源的輻射和對整個(gè)系統(tǒng)的干擾。一般情況要使電源層平面的面積小于地平面的面積,這樣可以對電源起屏蔽作用。一般要求電源平面比地平面縮進(jìn)2倍的介質(zhì)厚度。


層疊規(guī)劃

01



電源層平面與相應(yīng)的地平面相鄰。目的是形成耦合電容,并與PCB板上的去耦電容共同作用,降低電源平面阻抗,同時(shí)獲得較寬的濾波效果。


參考平面

02



參考層的選擇非常重要,理論上電源層和地平面層都能作為參考層,但是地平面層一般可以接地,屏蔽效果要比電源層好很多,所以一般優(yōu)先選擇地平面作為參考平面。


信號線不能跨區(qū)域走線

03



相鄰兩層的關(guān)鍵信號不能跨分割區(qū),否則會(huì)形成較大的信號環(huán)路,產(chǎn)生較強(qiáng)的輻射和耦合。


電源、地走線規(guī)劃

04



要保持地平面的完整性,不能在地平面走線,如果信號線密度太大,可以考慮在電源層的邊緣走線。


內(nèi)層制造

由于PCB制造復(fù)雜的工藝流程,內(nèi)層制造的工藝只是其中一部分,在生產(chǎn)內(nèi)層板時(shí)還需考慮其他工序的工藝影響內(nèi)層的制造能力。比如壓合公差、鉆孔公差都會(huì)影響內(nèi)層的品質(zhì)良率。

PCB的層數(shù)不同,可分為單面板、雙面板、多層板,這三種板子工藝流程也大不相同。尤其是多層板,生產(chǎn)工藝比單雙面板復(fù)雜許多。因此在設(shè)計(jì)多層板時(shí),需考慮多層板復(fù)雜的工藝流程及DFM可制造性設(shè)計(jì)


01

刪除獨(dú)立焊盤

獨(dú)立焊盤就是非功能性的PAD,在內(nèi)層不與任何網(wǎng)絡(luò)相連,在PCB制造過程中會(huì)取消獨(dú)立焊盤。因?yàn)榇霜?dú)立焊盤取消對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)功能無影響,反而在制造時(shí)會(huì)影響品質(zhì)及生產(chǎn)效率。


02

內(nèi)層BGA區(qū)域

BGA器件比較小,引腳非常多,因此扇出的過孔非常密集。在制造過程中鉆孔到走線、銅皮需要保留一定的間距,否則在壓合及鉆孔工序可能會(huì)短路。在保證鉆孔距銅皮、走線留一定的距離時(shí),孔與孔中間的銅無法保留,會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)開路。因此在CAM工程師處理BGA區(qū)域時(shí)需注意孔與孔中間的銅開路了需補(bǔ)銅橋,保證生產(chǎn)后網(wǎng)絡(luò)連接不斷開。


03

內(nèi)層設(shè)計(jì)異常

內(nèi)層負(fù)片的孔全部有孔環(huán),轉(zhuǎn)成正片圖形就是所有孔與銅皮不相連完全隔離。完全隔離就等于內(nèi)層沒有任何作用,不做內(nèi)層都可以。生產(chǎn)制造遇到此問題會(huì)跟設(shè)計(jì)工程師確認(rèn),是否設(shè)計(jì)異常,內(nèi)層銅皮沒有添加網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致完全隔離。


04

內(nèi)層負(fù)片瓶頸

在內(nèi)層設(shè)計(jì)電源層、地層分割時(shí),由于過孔密集會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)通的瓶頸。電源網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)通的銅橋?qū)挾炔粔?,?huì)導(dǎo)致過不了相匹配的電流,從而導(dǎo)致燒板。甚至有些瓶頸位置直接開路,導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)失敗。



DFM內(nèi)層設(shè)計(jì)檢測





華秋DFM的檢測項(xiàng),對于上文提到的可制造性問題都能夠檢測出來,并提示存在的制造風(fēng)險(xiǎn),設(shè)計(jì)工程師使用華秋DFM可在制造前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在的缺陷。在制造前修改檢測的問題點(diǎn),避免設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在制造過程中出現(xiàn)問題,從而提升產(chǎn)品的成功率,減少多次試樣的成本。

近日,華秋DFM推出了新版本,可實(shí)現(xiàn)制造與設(shè)計(jì)過程同步,模擬選定的PCB產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到組裝的整個(gè)生產(chǎn)流程,華秋DFM使BOM表整理、元器件匹配、裸板分析及組裝分析四個(gè)模塊相互聯(lián)系,共同協(xié)作來完成一個(gè)完整的DFM分析。歡迎大家點(diǎn)擊閱讀原文下載體驗(yàn)!




華秋電子是一家致力于以信息化技術(shù)改善傳統(tǒng)電子產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)模式的產(chǎn)業(yè)數(shù)智化服務(wù)平臺,目前已全面打通產(chǎn)業(yè)上、中、下游,形成了電子產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)生態(tài),致力于為行業(yè)帶來“高品質(zhì),短交期,高性價(jià)比”的一站式服務(wù)平臺,可向廣大客戶提供媒體社區(qū)平臺服務(wù)、元器件采購服務(wù)、PCB制造服務(wù)及可靠性制造分析服務(wù)、SMT貼片/PCBA加工服務(wù),如有相關(guān)業(yè)務(wù)需求,請掃碼填寫以下表單,我們將為您對接專屬服務(wù)。


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