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PCBニュース - 多層回路基板設計における考慮事項

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PCBニュース - 多層回路基板設計における考慮事項

多層回路基板設計における考慮事項

2021-11-01
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Author:Kavie

The デザイン パフォーマンス of <エー href="エー_href_0" tエーrget="_bl安k">多層基板 is ほとんど 類似 to 単層 or 二層 板. 賃金 注意 to the 妥当 レイアウト of the 回路, エーnd 考慮する 因子 such AS インナー レイヤー 容量, 絶縁 抵抗, 溶接 抵抗, エーnd 製品 安全. The folロウインg 内容 主に 記述 the 重要 因子 あれ should ビー 考慮 イン the デザイン of the 多層基板 から the 電気 エーnd 機械 アスペクト of the デザイン.

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1. 機械 デザイン 因子

機械設計には,板厚,板積層,基板サイズ,内側銅管,アスペクト比などを選定した。

板厚

多層基板の厚さは、信号層の数、パワーボードの数及び厚さ、高品質の打抜き及びメッキに必要な開口及び厚さのアスペクト比、自動挿入に必要な部品ピンの長さ、及び使用される接続の種類などの多くの要因によって決定される。回路基板全体の厚みは、基板の両面の導電層、銅層、基板の厚さ、プリプレグ材料の厚さからなる。合成多重基板の耐公差を得ることは困難であり,10 %程度の公差基準が妥当と考えられる。

2 .板の積み重ね

基板歪みの可能性を最小限にし、平坦な完成ボードを得るためには、複数の基板の積層は対称でなければならない。これは銅層が偶数であり、基板層の銅の厚さと銅箔パターン密度が対称であることを保証するためである。一般的に、ラミネート(例えばファイバーグラスクロス)に使用される建設材料の半径方向は、積層体の側面と平行でなければならない。ラミネートはボンディング後に径方向に収縮するため、回路基板のレイアウトを歪め、可変性と低次元安定性を示す。しかし、設計を改良することにより、多層基板の反りや歪みを最小限に抑えることができる。銅箔の均一な分布により、多層基板構造の対称性を確保すること、すなわちプリプレグ材料の同一の分布及び厚さを確保することで、反りや歪みを低減する目的を達成することができる。銅および積層層は、マルチ基板の中央層から2つの最外層まで形成されるべきである。2つの銅層の間の最小距離(誘電体厚さ)は0.080 mmである。2つの銅層の間の最小距離、すなわち、接合後のプリプレグ材料の最小厚さは、埋込み銅層の厚さの少なくとも2倍でなければならないことが知られている。すなわち、隣接する2つの銅層の厚さが30×1/4 mであれば、プリプレグ材料の厚さは、少なくとも2(30×1/4 m)=120・1/4 mであり、2層のプリプレグ材料(ガラス繊維)を用いることができる。

3 .ボードサイズ

The 板 サイズ should ビー 最適化 accordインg to the applicアットion 要件, the サイズ of the システム ボックス, the limitアットions of the PCBボードメーカー and the PCB製造 容量. ラージ 回路 板 有 多く 利点, such AS より少ない 基板s, 短い 回路 パス ビーtween 多く コンポーネントs, so あれ それら 缶 有 a 高い 操作 スピード, and それぞれ 板 缶 有 その他 入力 and 出力 接続s, so イン ラージ 回路 板s should ビー the ファースト 選択 イン 多く アプリケーションs. For 例, イン 個人 コンピュータ, あなた 参照 より大きい mその他板s. しかし, it is その他 海千山千 to デザイン the シグナル ライン レイアウト on a ラージ 板, 必要 その他 シグナル レイヤー or 内部 配線 or space, and the 海千山千y of ヒート 治療 is also より大きい. したがって, the デザインer 必須 con側r 様々 因子, such AS the サイズ of the 標準 板, the サイズ of the 製造 機器, and the 制限 of the 製造 プロセス. いくつか ガイドライン for 選択 標準 印刷 回路 板 サイズ are 与えられる イン 1 PC - D - 322.

内部銅箔

最も一般的に使用される銅箔は、1 oz(表面積の平方フィートあたりの銅箔の1 oz)である。しかし,高密度ボードでは厚みは極めて重要であり,厳密なインピーダンス制御が必要である。この種のボードは使用する必要がある

0.50 Z銅箔。パワープレーンとグランドプレーンについては、2 Zまたはより重い銅箔を選択するのがベストである。しかしながら、重銅箔をエッチングすることにより、制御性を低下させることができ、所望のライン幅及びピッチ耐性のパターンを達成することは容易ではない。したがって、特別な処理技術が要求される。

5 .穴

部品のピン直径または対角サイズによれば、メッキされたスルーホールの直径は、通常、より高い溶接のために十分なボリュームを確保することができる0.028と0.010 インの間に保たれる。

アスペクト比

「アスペクト比」は、プレートの厚さと穴径との比である。3:1は標準的なアスペクト比であると一般に考えられているが、5 : 1のような高アスペクト比も一般的に使用されている。アスペクト比は、ドリル加工、スラグ除去、エッチバック、電気メッキなどの因子によって決定することができる。製造することができる範囲のアスペクト比を維持するときに、ビアはできるだけ小さくなければならない。

電気設計因子

マルチ基板は高性能,高速システムである。より高い周波数では、信号の立ち上がり時間が短縮され、信号の反射および線長の制御が重要となる。マルチ基板システムでは、電子部品の制御可能なインピーダンス性能の要件は非常に厳しく、設計は上記の要件を満たさなければならない。インピーダンスを決定する要因は、基板およびプリプレグ材料の誘電率、同じ層上のワイヤの間隔、層間誘電体の厚さおよび銅導体の厚さである。高速応用では,マルチ基板内の導体の積層順序と信号網の接続順序も重要である。誘電率:基板材料の誘電率は、インピーダンス、伝搬遅延およびキャパシタンスを決定する上で重要な因子である。ガラスエポキシ基板とプリプレグ材料の比誘電率は、樹脂含有率を変化させることにより制御することができる。

比較的低い誘電率を有するプリプレグ材料は、無線周波数およびマイクロ波回路での使用に適している。無線周波数およびマイクロ波周波数では、低い誘電率に起因する信号遅延はより低い。基板において、低損失係数は電気損失を最小にすることができる。

エポキシ樹脂の誘電率は3.45であり、ガラスの誘電率は6.2である。これらの材料の割合を制御することにより、エポキシガラスの誘電率は4.2〜5.3に達することがある。基板の厚さは、誘電率を決定および制御するための良い指標である。