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如何構(gòu)建多層PCB疊層
如何構(gòu)建多層PCB疊層
多層PCB的堆疊中有兩層以上。堆疊是設(shè)計中最重要的方面之一。它描述了如何在多層板上排列各層。正確堆疊的板將減少電磁輻射，串擾并改善信號完整性。
什么是PCB疊層？
6層PCB疊層（厚度以英寸為單位）
堆疊按順序描述多層板的構(gòu)造。它提供了至關(guān)重要的信息，例如制造PCB所需的材料厚度和銅重量。堆積也稱為堆積。堆棧還提供了不同受控阻抗走線（例如50ohms，100ohms差分）的走線寬度的詳細信息。上圖顯示了6層堆疊的示例。
電路板中存在哪些不同的層？
PCB中存在不同的層
堆疊主要由金屬箔，預浸料和覆銅層壓板（芯）組成。
金屬箔：銅是PCB建筑中最常用的金屬箔。
預浸料：它是一種浸有環(huán)氧樹脂的交織玻璃布。樹脂半固化。
玻璃纖維編織
覆銅層壓板：將單層或多層預浸料與頂部和底部銅箔粘合在一起，制成覆銅層壓板。這也被稱為核心。
PCB堆疊中的電源層和接地層
電源平面是連接到電源的銅層。在PCB設(shè)計中通常將其指定為VCC 。電源平面的主要功能是為PCB提供穩(wěn)定的電源。在多層板上，如果組件需要汲取功率，則只需將其連接到與電源層接觸的過孔即可。同樣，接地層是連接到PCB中公共接地點的扁平銅層。
使用電源/地平面的優(yōu)勢
組件的電源和接地引腳可以輕松連接到電源和接地層。
它提供了清晰的電流返回路徑，特別是對于高速信號。這繼而減少了EMI（電磁干擾）。
電源平面具有比走線更大的載流能力。這也降低了PCB的工作溫度。
什么是PCB覆膜？
PCB層壓
層壓是將疊層置于極端溫度和壓力下以將預浸料和銅箔粘合到基礎(chǔ)PCB內(nèi)層的過程。所選PCB材料的數(shù)據(jù)表中提到了溫度和壓力值。
標準板厚是多少？
PCB的厚度主要取決于諸如銅厚度，所用材料，層數(shù)和操作環(huán)境等因素。常規(guī)板的標準厚度約為62密耳（1.57毫米）。如今，隨著各種應(yīng)用中銅層重量和層數(shù)的增加，PCB變得越來越復雜。因此，PCB趨于變厚。根據(jù)客戶的要求，制造商現(xiàn)在正在制造具有兩種新標準厚度的PCB，即93密耳（2.36毫米）和125密耳（3.17毫米）（分別是舊標準厚度的150％和200％）。
為什么在PCB中需要多層？
在這個現(xiàn)代時代，電子設(shè)備變得越來越復雜，并且由更多的組件和電路組成。將復雜的電路容納在單層PCB中成為繁瑣的任務(wù)。可以通過在堆疊中添加層來解決此問題。
讓我們看一下多層板的一些優(yōu)點：
它們能夠容納現(xiàn)代電子設(shè)備所需的復雜電路。
具有更多的層意味著該板比單面PCB更厚，因此更耐用。
多層板需要更多的計劃和密集的生產(chǎn)過程，因此與其他類型的板相比，它們的質(zhì)量更高。
使用多個PCB組件將需要多個連接點。另一方面，多層板被設(shè)計為與單個連接點一起工作，從而簡化了電子設(shè)備的設(shè)計并進一步減輕了重量。
多層電路板如何制作？
步驟1：內(nèi)層核心選擇
PCB芯材
疊層表示用于制造多層電路板的材料。該集會提供以下信息：
銅的厚度和重量
所用環(huán)氧玻璃的種類
面板尺寸
步驟2：清潔
對內(nèi)層進行化學/機械清洗或兩者均清洗，以去除銅表面的污染物。
步驟3：內(nèi)層成像
內(nèi)層成像
成像材料放置在銅表面上。它覆蓋了所需的銅電路，并暴露了多余的銅。
步驟4：蝕刻剝離
內(nèi)層經(jīng)過化學蝕刻以去除多余的銅。然后剝離光致抗蝕劑以露出銅電路。
步驟5：自動光學檢查
進行自動光學檢查以發(fā)現(xiàn)人眼無法檢測到的缺陷（內(nèi)層中的短路/開口）。
步驟6：氧化物處理
PCB氧化處理
層壓前必須對內(nèi)層上裸露的銅電路進行處理，以提高附著力。改進的附著力還可以提高結(jié)構(gòu)強度和整體板的可靠性。
步驟7：上籃
對所有內(nèi)層重復步驟1至6。例如，將對第2、3和4、5層執(zhí)行這些步驟。
步驟8：覆膜
PCB疊層層壓
在此步驟中，在真空室中對疊層進行壓制和加熱。層壓過程開始于施加真空以去除所有殘留的空氣和氣體。之后，將熱量和壓力施加到疊層上，以使預浸料中的樹脂進行分子鍵合。
步驟9：鉆孔
層壓過程之后，將層壓板裝載到鉆床上的出口材料板上。在PCB上鉆孔以形成通孔和通孔。出口材料減少了毛刺的形成。毛刺是鉆軸穿過板時形成的銅的突出部分。要了解有關(guān)鉆孔的
步驟10：去毛刺和去污
在此步驟中，去除了鉆孔過程中形成的銅毛刺。它還可以去除銅表面上的所有指紋。去污是在鉆孔過程中去除熔融的樹脂的過程。將PCB面板浸入一系列化學溶液中，然后將其浸入高錳酸鉀或濃硫酸中，以清除環(huán)氧樹脂污跡。也可以通過等離子處理進行去污。
步驟11：鉆孔鍍銅
鉆孔鍍銅。
去毛刺和去污后，使用化學方法對鉆孔進行鍍銅。
HDI板疊放
高密度互連，或HDI ，電路板是印刷電路板比傳統(tǒng)的印刷電路板的每單位面積的更高的布線密度。通常，HDI PCB包括微孔，盲孔，埋孔，積層和高信號性能注意事項。
順序?qū)訅?span>
通過在銅層之間層壓環(huán)氧預浸玻璃纖維板來制造PCB。這些層在高溫和高壓下層壓在一起。順序疊層是在銅層和疊層子集（疊層）之間插入電介質(zhì)的過程。
帶微孔的6層堆疊
可以使用順序?qū)訅汗に噷⒀诼竦耐變?nèi)置到HDI板上。第一步是制造通過掩埋通孔連接的層（給定疊層中的層2、3、4和4）。接下來，將外層（第1層和第6層）進行層壓，并鉆出微通孔。
現(xiàn)在，讓我們假設(shè)該設(shè)計需要在L1和L3之間建立連接。L6和L4。實現(xiàn)此設(shè)計的最佳方法是使用交錯或堆疊的過孔，如下所示。
具有交錯微孔的6層堆疊
在上面的堆疊中，我們可以看到微孔被堆疊并交錯排列。堆疊的過孔更節(jié)省空間。但是，它們的可靠性較差，并且需要復雜的制造過程，從而導致制造價格上漲。
交錯的通孔本質(zhì)上意味著更少的工藝步驟。我們不必用銅填充激光鉆孔的孔，因為第二個激光鉆孔器不會落在第一個激光鉆孔器上。填充或電鍍微通孔通常在設(shè)計有化學物質(zhì)的特殊電鍍槽中進行。它從通孔的底部到通孔的頂部電鍍激光鉆孔的微孔，直到其完全填滿孔為止。電鍍激光鉆孔的微型通孔會增加工藝時間和成本。
HDI堆疊的術(shù)語
根據(jù)微孔層的數(shù)量和微孔之間的內(nèi)部層的數(shù)量，HDI堆疊體系結(jié)構(gòu)可分為堆疊類別。這些類別由公式XNX確定，其中x是微孔的層數(shù)，N是微孔之間的內(nèi)層數(shù)。
HDI PCB堆疊的命名法
具有掩埋過孔的HDI PCB堆疊的命名法
HDI堆疊的示例
1 + 4 + 1堆疊
1 + 4 + 1 HDI堆疊
上面的疊層顯示了一個6層疊層（1 + 4 + 1）的示例，在板的任一側(cè)都有一個微孔層。
2 + 4（6b）+2堆疊
2 + 4（6b）+2 HDI堆疊
上圖顯示了一個8層堆疊的示例，其中板的任一側(cè)有兩個微孔層，而在微孔層之間埋有6個通孔層。
PCB堆疊建議
電路板的成本需要盡可能低地優(yōu)化。為此，需要考慮以下幾點：
順序?qū)訅旱拿恳粚佣夹枰~外的時間和工序。因此，更多數(shù)量的順序?qū)訅簳黾映杀竞徒回洉r間表。最好將連續(xù)的層數(shù)限制為3或更少。
堆疊的通孔需要在每個連續(xù)層之后進行填充。這需要更多的制造工藝步驟和時間。因此，如果可以避免堆疊通孔，則建議使用交錯通孔。
當要求制造商進行堆疊時，請明確提及需要機械掩埋通孔的層之間以及交錯和掩埋通孔的要求。
某些材料不適合順序?qū)訅骸ｍ樞驅(qū)訅翰牧系倪m用性應(yīng)由制造商驗證。
成功的PCB設(shè)計在很大程度上取決于堆疊。精心設(shè)計的疊層使設(shè)計人員能夠優(yōu)化設(shè)計，以獲得更好的信號完整性并減少串擾和EMI。在本文中，我們介紹了PCB疊層制造步驟的基本見解。在評論部分讓我們知道您是否想了解更多特定主題。