Mis on peamised sammud 4 kihiline PCB valmistamisel?

Sissejuhatus

Tänapäeva kõrge tihedusega elektroonikamaailmas kasvab nõudlus usaldusvääriste, kompaktsete ja elektriliselt vastupidavate plaatide järele pidevalt. 4-kihiline PCB, mida nimetatakse ka neljakihiliseks trükkplaatiks, on saanud üheks kõige laiemalt kasutatavaks lahenduseks rakendustes, mis ulatuvad tarbijate IoT-seadmetest kuni tööstuslike juhtimissüsteemideni ja autotehnika elektroonikani.

Kuigi kahe-kihilised PCB-d võivad olla piisavad lihtsate ahelate jaoks, siis tehnoloogia suundumused nagu kõrgemad taktikiirused, segasignaali disain ja kompaktsemad seadmed nõuavad paremat signaaliterviklust, väiksemat elektromagnetilist häiringut (EMI) ja paremat toitejaotust – kõik need eelised saavutatakse just 4-kihiliste PCB kihtide abil.

See põhjalik juhend ettevõttest kingfield – teie usaldusväärne Shenzheni PCB tootja ning UL-, ISO9001-, ISO13485-sertifitseeritud tarnija – viib teid läbi:

• 4-kihilise PCB ehituse ja funktsiooni.
• Üksikasjalikud, astmelised 4-kihilise PCB valmistamise protsessid.
• Kihistuskontseptsioonid, sisemise kihi keemiline töötlemine ja laminatsioonitehnoloogiad.
• Parimad disainipraktikad (signaali-, toite- ja maandustasandi paigutus, kontrollitud takistus, vajade haldamine) ning järgnev montaaž.
• Teknikad, mis seisavad puurimise (CNC), vajade põhjastamise ja galvaanilise katmise, soldermaski valiku ja kõvendamise ning pindkatete – nagu ENIG, OSP ja HASL – taga.
• Olulised kvaliteedikontrolli ja testimise standardid, näiteks AOI ja ahelatest (ICT).
• Kuidas ühendada materjalide ettevalmistamine, protsessivoog ja kihistuse optimeerimine kvaliteedi, kuluefektiivsuse ja jõudluse tagamiseks.

Mis on 4-kihiline PCB?

A 4-kihiline PCB (nelja-kihiline trükkplaat) on mitmekihiline PCB, mis koosneb neljast kokku pandud vasejuhtme kihist, mida eraldatakse isoleermaterjalikihtidega. 4-kihilise PCB kihistuse põhieesmärk on anda disaineritele rohkem vabadust ja usaldusväärsust keerukate ahelate juhtmete paigutamisel, kontrollitud takistuse saavutamisel, toitejaotuse haldamisel ning elektromagnetilise häiringu (EMI) vähendamisel võrreldes traditsiooniliste 2-kihiliste PCB-dega.

Ehitus ja tüüpiline kihi ülesehitus

Tavaline 4-kihiline PCB valmistatakse kihistamise teel vahelduvaid vase- ja dielektrikukihisid (tuntud ka kui prepreg ja core), et saavutada kõva, tasane struktuur. Kihtide funktsioonid on tavaliselt järgmised:

See paigutus (Signaal | Maa | Toide | Signaal) on tööstuse standard ja pakub mitmeid insenerilisi eeliseid:

• Väliskülgedel asuvad signaalid muudavad montaaži ja veaparanduse lihtsamaks.
• Tihedat maa tasandit kõrge sagedusega juhtmete all vähendab EMI-d ja dialektikat.
• Eriline toite tasand tagab kindla toitevarustuse ja optimaalse ümbersidumise.

4-kihiline PCB vs. Teised PCB tüübid

Võrdleme võtmeomadusi tavapäraste PCB konfiguratsioonide vahel:

4-kihiliste printplaatide peamised eelised

1. Parandatud signaalitehniline terviklikkus

Neli kihti sisaldav printplaat pakub hästi reguleeritud juhtme takistust ja lühikest, väikese induktiivsusega tagasivoolu rada – tänu sisemistele viitereaamidele. See on eriti oluline kiirete või RF-signaalide puhul, nagu USB 3.x, HDMI või traadita side. Pideva maapinnakihi kasutamine otse signaalkihtide all vähendab märkimisväärselt müra, dialekti ja signaali moonutamise ohtu.

2. EMI vähendamine

EMI on kaasaegses elektroonikas suur mure. Mitmekihilise kihiülesande disain – koos läheduses asuvate maapinna- ja toitekihtidega – toimib loomult kaitseks välise müra eest ning takistab kiirgust lauaenda enda kiiretest ahelatest. Disainerid saavad häälestada kihtide vahemikku (prepreg/kerne paksust) parima EMC tulemuse saavutamiseks.

3. Ülemine jõujagamine

Sisemised voolu- ja maandustasandid moodustavad loomuliku võimsusjaotusvõrgu (PDN) ja pakuvad suure pindala dekupleerimiskondensaatoritele, vähendades pinge langemist ja toiteallika müra. Need aitavad tasakaalustada suuri koormusvoolusid ning ennetada kuumkohti, mis võivad tundlikke komponente kahjustada.

4. Suurem marsruutimistihedus

Kahe lisakupferkihiga saavad ahelprojekteerijad palju rohkem ruumi juhtmete paigutamiseks – vähendades läbiviaste kasutamist, vähendades plaadisuurusi ning võimaldades keerukamate seadmete (näiteks LSI, FPGA-d, CPU-d ja DDR-mälu) kasutamist.

5. Praktiline väiksemate seadmete jaoks

4-kihilised PCB-kihistused on ideaalsed kompaktsete või kandvatute elektroonikaseadmete jaoks, sealhulgas IoT-andurite, meditsiiniliste instrumentide ja autotööstuse moodulite jaoks, kus pigem paigutus on toote välimuse jaoks oluline.

6. Paremad mehaanilised tugevusomadused

Mitmekihilise laminaadiga tagatud struktuurne jäikus tagab, et plaat suudab vastu pidada montaažikoormustele, vibratsioonile ja paindele, mida esineb rasketes keskkondades.

Tüüpilised 4-kihilise PCB kasutusjuhud

• Ruuterid, koduautomaatika ja RF moodulid (parem EMC ja signaalitugevus)
• Tööstuslikud juhtimisseadmed ja autotehnika ECUd (kindel töö ja usaldusväärsus)
• Meditsiiniseadmed (kompaktne vorm, müra tundlikud signaalid)
• Targakellad ja kandelektroonika (suur tihedus, väike vormitegur)

Peamised sammud 4-kihilise PCB tootmisprotsessis

Mõistmine 4-kihilise PCB tootmisprotsess samm-sammult on oluline kõigile, kes on seotud PCB disaini, hankimise või kvaliteedikontrolliga. Põhiolemuselt on neljakihiline PCB valmistamine täpsusnõudlik, mitmeetapiline protsess, mis teisendab tooreid vasega katsetud laminaate, prepregi ja elektroonilisi disainifaile tugevaks, kompaktseks, monteerimiseks valmis mitmekihiliseks PCBks.

Ülevaade: kuidas toodetakse 4-kihilisi PCBsid?

Allpool on kõrgetasemeline protsessivoog 4-kihilise PCB tootmiseks, mis võib olla nii uustulnukatele kui ka kogenud spetsialistidele teeks järgimiseks:

• PPI Disain ja Kihtide Planeerimine
• Materjalide Valmistamine (Impregneerimata Kiht, Südamik, Vaskfooli Valik)
• Sisemise Kihi Kujutamine ja Haavamine
• Kihtide Joondamine ja Lamineerimine
• Booremine (CNC) ja Avade Libestamine
• Kaugustorude Metallistamine ja Elektrolüütiline Galvaniseerimine
• Väliskihi Mustreidumine (Fotokaitsekiht, Haavamine)
• Jootekate Rakendamine ja Küvitus
• Pinnatöötluse Rakendamine (ENIG, OSP, HASL jms)
• Šõeldruck
• PPI Profiilimine (Trajekteerimine, Lõikamine)
• Montaaž, puhastus ja testimine (AOI/ICT)
• Lõplik kvaliteedikontroll, pakendamine ja saatmine

Järgnev samm-sammult juhend annab ülevaate igast valdkonnast, selgitades parimaid tavasid, terminoloogiat ja iseloomulikke omadusi 4-kihiline PCB-valmistusprotsess .

Samm 1: Disainialased kaalutlused

Neli kihilt koosneva printplaatide teekond algab inseneriteamiga, kes määratlevad ahela nõuded, mis teisendatakse detailseteks disainifailideks – sh kihtide struktuuri määratlus, kihtide paigutus ja tootmismälud.

4-kihilise printplaatide disaini peamised elemendid:

• Kihtide struktuuri valik: Tavalised valikud nagu Signaal | Maa | Toiteallikas | Signaal või Signaal | Toiteallikas | Maa | Signaal. Selle valik mõjutab otseselt elektrilisi omadusi ja tootmistehnilisust.
• Materjalivalik:  
  • Südamik: Tavaliselt FR-4, kuid kõrge sageduse ja kõrge usaldusväärsusega disainidel võidakse kasutada Rogersi, metalltuumaga või keraamilisi alusmaterjale.
  • Prepreg: See klaaskiust tugevdatud epoksi on oluline dielektrilise isolatsiooni ja mehaanilise tugevuse tagamisel.
  • Vaskekaal: 1 unts on standard; 2 untsi või rohkem toitekihtide või eriliste soojuslahenduste puhul.
• Impedantsikontrolli planeerimine: Kõrge sagedusega või diferentsiaalset signaali (USB, HDMI, Ethernet) kasutavate konstruktsioonide puhul tuleb impedantsikontrolli nõuded määrata vastavalt juhendile IPC-2141A.
• Vaattehnoloogia:  
  • Läbipuuritud läbitorud on tavapärasest neljakihilise pliidiga seotud tavapärased vaated.
  • Pimedad/peidetud vaad, tagurpidi puurimine ja smola täitmine on kohandatavad valikud tihedamate või kõrgema sagedusega plaatide jaoks; need võivad nõuda järjestikust laminaati.
• PPI projekteerimisriistad: Enamik 4-kihiliste PCB projektid algavad professionaalsetes CAD tööriistades:
  • Altium Designer
  • KiCad
  • Autodesk Eagle Need platvormid genereerivad Gerber-failid ja puurimisfailid – standardse digitaalse joonistuse, mille saadetakse tootjale.
• Tootmiskõlblikkuse kontroll (DFM): DFM kontrolli tehakse, et kinnitada kõigi elementide tootmise võimalikkust – kontrollitakse juhtmete laiust/vahekaugust, piste aspekti suhet, rõngaskujundi laiust, jootemaski, silkeekraani ja palju muud. Varajane DFM tagasiside aitab vältida kulukaid ümberprojekteerimisi või tootmisviivitusi.

Näidis tabel: Tüüpilised 4-kihilise PCB kihiüleseande valikud

Järgmine samm

Järgmine etapp protsessis 4-kihiline PCB-tootmine on Materjalide ettevalmistamine —sh kerne valimine, prepregi haldamine ja laminaadi puhastamine.

Samm 2: Materjali ettevalmistamine

Tuuma valik ja vasega kaetud laminaadi käsitsemine

Iga kvaliteetne 4-kihiline PCB algab selle tuumamaterjalide hoolika valimisega ja ettevalmistusega. Tüüpiline neli-kihiline PCB kasutab vaskkattega laminad —isoleeritud plaatide, mis on laminatsioonitud mõlemal pool vasefuoliiga—asuvas PCB seesmises "luukere"na.

Materjalitüübid hõlmavad:

• FR-4 : Seni levinuim tuum, pakkudes tasakaalust suhet hinna ja toimivuse vahel enamikes rakendustes.
• High TG FR-4 : Kasutatakse tahkadel, kus on vaja suuremat temperatuurikindlust.
• Rogers, Teflon ja kõrgsageduslikud laminaadid : Määratletud RF ja mikrolainete PCBde jaoks, kus on olulised väikesed kaod ja stabiilsed dielektrilised omadused.
• Metalltuum (alumiinium, vas) : Vooluelektroonikale või kõrgete soojuskoormuste puhul.
• Keraamilised ja CEM : Kasutatakse kitsastes, kõrgete jõudluste rakendustes.

Tegelikkus: Enamik mitmekihilisi PCB-sid tarbija-, meditsiini- ja tööstuselektroonikas kasutab standardseid FR-4 kernid 1 untsi vasaraskusega aluspunktina, optimeerides maksumust, valmistatavust ja elektrilist usaldusväärsust.

Laminaatide lõikamine paneeli suuruseks

Prindi tootmisjooned töötlevad plaate suurtes paneelides, mida jagatakse pärast ahela mustripanemist ja monteerimist eraldi prindideks. Täpne lõikamine vaskkattega laminaatide ja prepregilehtede puhul tagab ühtlase kvaliteedi, maksimeerib materjali väljavõtu ja vastab paneelitamise tavadele parima maksumustõhususe saavutamiseks.

Prepregi kasutamine kihiülesandes

Prepreg (eeltäidetud komposiitkiud) on põhimõtteliselt klaaskiustest kangast, mis on täidetud osaliselt kõvendatud epoksiidega. Lamineerimise käigus paigutatakse prepreg kiud vasest kihtide ja tuumade vahele, mängides nii dielektriku (tagades vajaliku isoleerimise) kui ka liimi (sulades ja ühendades kihte soojendamisel) rolli.

Peamised tehnilised aspektid:

• Dielektrikihi paksuse ühilduvus: Prepargi ja tuuma paksus on sobitatud sihtplaatide paksuse saavutamiseks – näiteks 1,6 mm standardsete 4-kihiliste PCB-kihistike jaoks.
• Dielektriline konstant (Dk): Kaasaegsed rakendused (eriti RF/kõrgkiiruseline digitaalne) vajavad hästi iseloomustatud prepargi; Dk-väärtused mõjutavad otseselt juhtmete takistust.
• Õhutestumisvastus: Kõrgekvaliteediline prepreg minimeerib vee imendumist, mis võib vastasel korral mõjutada elektrilisi omadusi ja usaldusväärsust.

Vasest pinnakontroll enne puhtaks tegemist

Oluline, kuid sageli alahinnatud samm neljakihilise PCB valmistamisel on vasest pindade eelpuhastus nii kihil kui ka fooliumimaterjalidel:

• Puhastamine ja mikroetseerimine: Materjalidele tehakse mehaaniline puhastus ning seejärel langevad need mõrkusesse või keemilisse mikroetseerivasse aine. See eemaldab pinnal olevad oksiidid, liimid ja mikroosakesed, et järgmiseks tootmisetapiks (pildistamiseks) avada puhas vasepind.
• Kuivamine: Jääkniiskus võib adhesiooni halvendada või põhjustada kihtide eraldumise, seepärast kuivatatakse plaadid hoolikalt.

Materjalide jälgitavus ja kontroll

Selles etapis tehakse professionaalselt PCB valmistajad määrates igale paneelile ja materjalipartile partii numbri. Jälitusvõime on oluline kvaliteedinõuete täitmiseks (ISO9001, UL, ISO13485) ning probleemide jälgimiseks harvadel juhtudel, kui ilmnevad veateated pärast tarnimist.

Tabel: Tüüpilised materjalid ja nõuded standardsele 4-kihilisele PCB-le

Õige materjali ettevalmistus moodustab usaldusväärse 4-kihilise PCB-i aluse. Järgmiseks liigume olulisele tehnilisele etapile: Sisemine kihi kujutamine ja koorimine.

Samm 3: Sisemise kihistuse kujutamise ja söövitamise

Neljakihilise printimisektahvli sisemine kiht—tavaliselt maandus- ja toitekihid või lisasignaalikihid erikasutuses—kujundab elektrilise selgroo kõigi signaalide marsruutimiseks ja toitejaotuseks. See on hetk, mil teie digitaalne PCB-kujundus saavutatakse füüsiliselt submillimeetripargitud täpsusega reaalses vasepinnas.

1. Puhastamine: Pinnakomplekteerimine

Enne kujutamist läbivad eelpuhastatud vasekerne (eelnevas etapis valmistatud) lõpliku pesu ja mikrosöövituse protsessi. See keemiline mikrosöövitamine eemaldab viimased oksüdatsioonijälgmised, suurendab pinnakaredust mikroskoobilisel tasandil ning tagab optimaalse haardumise fotorežiivistile. Isoleeritud saasteained—ka väikesedgi—võivad põhjustada alamsöövitust, avatud/ühendatud ahelaid või halva trükilahutust.

2. Fotorežiivi nanomine

Puhastatud vasest kaetud kerne katsetakse fototakisti —valgustundliku polümeerfilmiga, mis võimaldab otsest ja täpset vooluringi määratlemist. Rakendamine toimub tavaliselt kuivkihvi laminatsiooniprotsess , kus fotolitograafiline materjal kleepub tihedalt vasest alusele soojendatud rullide abil.

• Tüübid:  
  • Negatiivne fotolit on multikihiliste plaatide puhul tööstusharu standard; eksponeeritud alad ristseostuvad ja jäävad alles arendamise järel.
  • Vedel fotolit saab kasutada mõnede protsesside puhul täpsemaks juhtimiseks, kuid kuivkiht on siiski domineeriv enamiku neljakihiliste PCBde valmistamisel.

3. Eksponeerimine (UV-pildistamine / Fototööriist)

Järgmiseks liigub ettevalmistatud kiht läbi automaatse UV-pildistusmasina , kus kõrge resolutsiooniga laser või arvutiga loodud fotomask joondab vaskkattega plaadile ahelate kujundid. Ultraviolettvalgus lähtub maski läbipaistvatest osadest:

• Seal, kus mask on läbipaistev : Fototakisti eksponeeritakse ja see polümeeritub (kõvastub).
• Seal, kus mask on läbimatu : Fototakisti jääb pehmeks ja eksponeerimata.

4. Areng (Mitteeksponeeritud takisti pesemine)

Paneel töödeldakse – see viiakse mõnusa vesilahusesse (arendajasse). Mitteeksponeeritud, pehme fototakisti eemaldatakse, paljastades selle all oleva vase. Ainult ahela muster (nüüd kõvenenud, eksponeeritud takist) jääb alles, täpselt vastates Gerberi failides esitatud disainile.

5. Kaalumine (Vase eemaldamine)

PMV läbib nüüd sisemise kihi kaalumise – kontrollitud hapekaalumisprotsessi, tavaliselt kasutades ammoniaagilist või raudkloriidi lahust:

• Etšimine eemaldab soovimatu vase aladelt, mida kõvastunud fototakisti ei kaitse.
• Vaatruudud, kontaktid, tasandid ja muud kavandatud vasest osad jäävad alles.

6. Takistilahutus

Kui soovitud vaskstruktuurid on ilmnenud, eemaldatakse nüüd neid kaitsv kõvastunud fototakisti eraldi keemilise lahusega. Järele jäävad puhtad, välguvad vasktrassid, mis vastavad täpselt sisetasandi disainile.

Kvaliteedikontroll: Automaatne optiline kontroll (AOI)

Iga sisetasand kontrollitakse põhjalikult vigade suhtes Automaatne optiline kontroll (AOI) . Kõrge resolutsiooniga kaamerad skaneerivad:

• Lõhed (katkenud trassid)
• Alla/üle-ehitatud elemendid
• Lühis jälgede või padde vahel
• Joondamise või registreerimise veod

Miks sisetasandi kõrvitsamine on oluline 4-kihilistel PCB-plaatidel

• Signaali terviklikkus: Puhtad ja hästi kõrvitatud sisetasandid tagavad stabiilse viite keskkõrgendatud signaalidele, takistades müra ja EMI-d.
• Toitejaotus: Laiad toitetasandid vähendavad pinge langust ja toitekaotust.
• Tasandi pidevus: Laiade, katkemata tasandite säilitamine vastab standarditele IPC-2221/2222 ning vähendab takistuse kõrvalekaldeid.

"Selle etapi täpsus määrab teie plaadi toimivuse. Üksainus lühis või katkendiku sisemises toite- või maapinnas põhjustab täieliku ebaõnnestumise pärast laminatsiooni – parandamiseks võimatu. Seetõttu prioriteediks tipptootehermetel kujutamise kontroll ja reaalajas AOI."  — kINGFIELD

Samm 4: Kihtide joondamine ja laminatsioon

Korrektsed joondamine ja laminatsioon on olulised 4-kihilise PCB valmistamisel. See protsess füüsiliselt ühendab varasemalt eksponeeritud vasekihid (mis nüüd hoiavad sisemisi juhtmeid ja tasapindu) prepreg-lehtedega ja väliste vaseliistudega – moodustades lõpliku neljakihilise kihiülessehituse.

A. Paketi ettevalmistamine: Kihiülessehituse paigutamine

Tootmisminek koostab nüüd sisemise struktuuri, kasutades:

• Sisemised kihtkettad: Valmis (käänitud, puhastatud) sisemised kettad – tavaliselt maandus- ja toitekihid.
• Prepreg: Hoolikalt mõõdetud dielektrilised (isoleerivad) kihid, mis asetatakse vaseketaste ja väliste vaseliistude vahele.
• Välised vaseliistud: Lehed, mis pärast tootmisel joonistamist muutuvad ülemiseks ja alumiseks marsruutimiskihiks.

B. Fikseerimine ja registreerimine (kihivaheline joondus)

Joondus pole lihtsalt mehaaniline nõue – see on oluline ka järgmiseks:

• Säilitada kontaktplaatide ja läbipuuritud avauste vastavus, et hilisemal etapil puurimisel avad ei kõrvita, ei lõika ega tekitaks lühisid naaberkomponentidega.
• Hoida viitemaad otse kriitiliste signaalijuhiste all, et säilitada signaaliterviklikkus ja kontrollitud takistus.

Kuidas joondus saavutatakse:

• Fikseerimine: Täpsuspurustatud teraspulgad ja registreerimisavad punchitakse kihistiku kaudu, et hoida kõiki paneele täielikus joonduses koogikujulises struktuuris.
• Optiline registreerimine: Edasijõudnud PCB-tööstused kasutavad automaatseid optilisi süsteeme kihi-kihilise joonduse kinnitamiseks ja täpsemaks muutmiseks, saavutades tihti ±25 μm (mikroni) tolerantsi.

C. Lamineerimine: soojus- ja rõhulihvimine

Kihistatud ja kinnitatud kihtkooslus lastitakse seejärel kUUM PRESS lamineerimisseadmesse:

• Vakuumietapp: Eemaldab kinnijäänud õhu ja lenduvad jäägid, takistades delamineerumist või õhupesasid.
• Küte ja rõhk: Pooltootena osaliselt polümeriseerunud komposiitmaterjal (prepreg) pehmeneb ja voolab temperatuuril 170–200°C (338–392°F) ja rõhul 1,5–2 MPa.
• Kõvenemine: Pehmendunud epoksi määrdeaine täidab mikroporasid ja sidub kihi kokku, seejärel kõveneb (polümeriseerub), kui see jahtub.

Tulemuseks on üksainus kõva, tugevasti seotud plaat —nelja eristatud, elektriliselt isoleeritud vasekihiga, mis on täiuslikult laminatsioonitud ja valmis edasiseks töötlemiseks.

Kvaliteedikontroll: Laminatsioonijärgne kontroll ja testimine

Pärast laminatsiooni jahutatakse ja puhastatakse plaat. Olulised kvaliteedinõuded hõlmavad:

• Paksuse ja kõverduse mõõtmised: Tagab plaadi tasasuse ja ettenähtud tolerantside järgimise (tavaliselt ±0,1 mm).
• Purustav ristlõikeanalüüs: Prooviplaadid lõigatakse ja analüüsitakse mikroskoobi all, et kinnitada:
  • Isolatsiooni kihtide vahel (puuduvad delamineerumine, õõnsused või liimi puudus).
  • Kihtide positsioneerimine (täpsus kihi kohta kihi suhtes).
  • Sidumiskvaliteet prepreg-südamiku liidestel.
• Visuaalne kontroll: Kontrollib delamineerimist, deformatsiooni ja pinnakontaminatsiooni.

IPC standardid ja parimad tavad

• IPC-6012: Määrab jäikade printplaatide (sh mitmekihilise joonduse ja laminatsioonikvaliteedi) jõudluse ja kontrollinõuded.
• IPC-2221/2222: Soovitab pidevaid tasandeid, minimaalseid lüngi ja rangeid registreerimistäpsustiku robustse jõudluse tagamiseks.
• Materjalid: Kasutage tööstusharutuslikku prepregi, kihti ja vaske – eelistatavalt jälitavate partii numbritega kvaliteedikontrolli ja reguleerivaks aruandeks.

Ülevaotabel: Täpse laminatsiooni eelised 4-kihilistes printplaatides

Samm 5: Puurimine ja plaatimine

The puurimise ja plaadimise etapp neljakihilise PCB valmistamisel on see hetk, mil plaadi füüsiline ja elektriline ühenduvus tegelikult ellu võtab. Täpne via-tekkimine ja tugev vase elektroplaatimine on hädavajalikud usaldusvääriks signaali- ja toiteülekandeks mitmekihilistes konstruktsioonides.

A. CNC-puurimine läbiviadest ja komponentaaukudest

Modernse 4-kihilise PCB tootmisel kasutatakse arvutijuhtimisi (CNC) puurmasinaid, et luua paneelile sadu või isegi tuhandeid augusid – tagades täpsuse, kiiruse ja korduvuslikkuse, mis on olulised edasijõudnud rakenduste jaoks.

Augude tüübid 4-kihilistes PCB-des:

• Läbivad vead: Ulatus alates ülemisest kihist kuni alumiseni, ühendades kõik vasekihid ja -tasandid. Need moodustavad peaosa nii signaali- kui ka maandusühendustes.
• Komponendi aukudega: Padikestele läbivate (THT) komponentide, ühenduste ja kontaktide jaoks.
• Valikuline:  
  • Pimedad vead: Ühendavad välimise kihid ühe (kuid mitte mõlema) sisemise kihiga; esinevad vähem 4-kihilistes plaatides kulusid arvestades.
  • Maetud vead: Ühendavad ainult sisemisi kihte; kasutatakse tihedate projekti- või kõva-elastsete hübriid-PCB-de puhul.

Puurimisprotsessi kõige olulisemad aspektid:

• Paneelide kihistamine: Mitmeid paneele võib puurida samaaegselt läbilaskevõime optimeerimiseks, millest igaüht toetab fenoolne sisend-/väljundplaat, et vältida ummikuid või puuri kõrvalekaldumist.
• Puuri valik: Karbiiidi- või tehnoloogiakate puurid, mille diameeter algab 0,2 mm (8 mil) ja suureneb. Puuri kulumine jälgitakse hoolikalt ning need vahetatakse range intsidendi järel, tagamaks kõrge ühtlase kvaliteedi.
• Aukude asukoha tolerants: Tavaliselt ±50 µm, mis on oluline liitmikupadi joondamisel tihedate konstruktsioonide puhul.

B. Ümaruservade eemaldamine ja pragi eemaldamine

Puurimise lõpetamisel jäävad mehaanilised töötlusmeetodid teravate servade (ummikute) ja epoksühappe 'pragi' juurde, eriti seal, kus klaaskiud ja liim on nähtavad. Kui neid ei töödelda, võivad need takistada plaatimist või põhjustada usaldusväärsuse probleeme.

• Murmude eest vabastamine: Mehaanilised harjad eemaldavad teravad servad ja fooliumi jäägid.
• Vääristamine: Paneele töödeldakse keemiliselt (kasutades kaaliumpermanganaati, plasmat või permanganaatita meetodeid), et eemaldada hartsist jääkid ja täielikult avastada klaaskiud ja vask järgneva metallühenduse jaoks.

C. Kauba vormitamine ja vasest elektroplatseerimine

Võimalik, et kõige kriitilisem samm kaetud loodab kõige olulisemad elektrikanalised neljakerulise PCB kihtede vahel.

See protsess hõlmab järgmist:

• Aukude seina puhastamine: Paneelid läbima eelneva töötlemise (happega puhastamine, mikro-etsendi) tagamaks puhta pinna.
• Elektrita vaske ladestumine: Puuritud seinte peale settitakse keemiliselt õhuke vaskkiht (~0,3–0,5 µm), et „alustada“ viia edasiseks galvaniseerimiseks.
• Elektroplaatimine: PPI-paneelid pannakse vaskevannidesse. Rakendatakse alalisvoolu (DC); vaskioonid setivad kõigile avatud metallpindadele – sh viade seintele ja läbipuuritud augudele – moodustades igas augus ühtlase juhtiva vasctoru.

• Tavaline vaskepikkus: Lõplikud via-seinad plaatitakse tavaliselt vähemalt 20–25 µm (0,8–1 mil) pakkuseks, vastavalt IPC-6012 Class 2/3 standardile või kliendi spetsifikatsioonidele.
• Ühtlasekspinnuse kontroll: Garanteerimaks, et ei tekiks õhukesed kohad ega lünki, mis võivad põhjustada katkiseid ühendusi või ajutisi rikeid kasutamisel, kasutatakse keerukaid paksuse jälgimise ja ristlõike meetodeid.

Kvaliteedi kontroll:

• Ristlõikeanalüüs: Proovina võetud augud lõigatakse ja mõõdetakse nende seinapaksust, adhesiooni ja ühtlust.
• Pidevuskatsetus: Elektrilised kontrollid tagavad, et iga via loob kindla ühenduse padjast padjani, kihilt kihi.

D. Miks puurimine ja plaatimine on olulised 4-kihiliste PPI-de jaoks

- Kõrge usaldusväärsus: Ühtlane, puudusteta pinnakate takistab avatud/lühise vigu ja kriitilisi väljavigu. - Signaali terviklikkus: Õige via-tehnoloogia tagab kiired signaaliliiged, madala takistusega maandustagastused ja usaldusväärse toitevarustuse. - Tänapäevane projekteerimistoetus: Võimaldab peenemaid elemente, tihedamat paigutust ning ühilduvust tehnoloogiatega nagu HDI või kõva-elastsete PCB-hübriidide puhul.

Tabel: Boorimis- ja plaatimisparameetrid standardsete 4-kihiliste PCBde jaoks

Samm 6: Väliskihi musterdamine (ahela moodustamine kihtides 1 ja 4)

The väliskihid teie 4-kihilise PCB väliskihtides—kihid 1 (ülmine) ja 4 (alumine)—asuvad padid, juhtmed ja vaseelementide kujundused, mis monteerimisel otse komponentide või ühendusteiga interakteeruvad. See etapp on vaimselt sarnane sisemiste kihtide töötlemisega, kuid riskid on suuremad: need kihid läbivad olulist jootmist, puhastamist ja kulumist ning peavad vastama kõige rangematele esteetilistele ja mõõtmete standarditele.

A. Väliskihi fototakisti nanomine

Nagu ka sisemiste kihtide puhul, puhastatakse ja mikrokihutatakse esmalt väliskihid vasefooliumid puhta pinna saavutamiseks. Seejärel laminatsioonitakistiga fototakisti (tavaliselt kuivfilm) katetakse iga pind soojendatud rullide abil, et tagada hästi kleepumine.

• Tegelikkus: Kvaliteetsete PCB valmistajate poolt kontrollitakse hoolikalt nii filmi paksust kui ka laminatsioonirõhku, tagades nii pildi ühtlase arengu kui ka servade moonutuste minimeerimise.

B. Kujunduse loomine (Fototööriistad/UV-laseri otsene kujundus)

• Fototööriistad: Enamiku massiliste tootmissarjade puhul tehakse valguskiud, mis sisaldavad nii ülemise kui ka alumise kihi vasest juhtmete ja kontaktplaatide mustrit, optiliselt vastavusse puuritud aukudega.
• Laser-otseilmestus (LDI): Kõrge täpsuse või kiire valmistusaega nõudvates projektides kirjutab arvutijuhtimisel töötav laser Gerberi definitsiooni kohased juhtmed ja kontaktplaadid otse paneelile mikroni täpsusega.
• Ultraviolettkiirgus (UV) kõvendab eksponeeritud fototakisti, fikseerides täpsed välimised elektrilised ahelad kindlale kohale.

C. Arendamine ja söövitamine

• Areng: Eksponeerimata fototakist eemaldatakse mõnusa alusel lahustiga, paljastades vase, mis tuleb ära söövitada.
• Happega söövitamine: Vase, mis on avatud, eemaldatakse kõrgkiirusega konveierseadmetega, jänes alles ainult need juhtmed, kontaktplaadid ja avatud ahelad, mida kaitseb kõvenenud fototakist.
• Eemaldamine: Järelejäänud fototakist eemaldatakse, paljastades värsked, säraselt välist vasest struktuurid, mis moodustavad sulatatava pinnad ja voolu juhtivad rajad teie platvormile.

Tabel: Põhilised mõõtmed 4-kihiline plaatide välimise mustri jaoks

D. Inspektsioon ja kvaliteedikontrollid

Uued gravuuritud paneelid inspekteeritakse visuaalselt ja läbi AOI (Automaatne Optiline Kontroll) järgmistele:

• Üle- või alapoorselt gravuuritud juhtmed ja padid
• Sillad või lühisülekanded
• Avatud ühendused või puuduvad elemendid
• Registreerimine/aligneering eelauratud viadeega

Miks välimiste kihtide mustrikuju on oluline 4-kihilistel PCB-plaatidel

• Montaažikindlus: Loodetavus, padidiameeter ja raja vastupidavus määratakse siin.
• Signaali terviklikkus: Kõrgsageduslikud signaalid, diferentsiaalpaarid ja kontrollitud takistusega võrgud lõppevad nende kihtide peal, mistõttu on täpne juhtmete definitsioon eluliselt tähtis.
• Võimsuse taluvus: Järele jääb piisavalt vaske kõigi marsruutimise ja soojusjuhtivuse vajaduste jaoks.

Samm 7: Pinnakate, pindkatte viimistlus ja silkkade trükk

Pärast teie 4-kihilise PCB väliskihi vase mustri valmimist on aeg tagada vastupidavus, lõimimisvõime ja selgus nii montaaži kui ka hoolduse jaoks. See mitmest osast koosnev samm eristab professionaalset mitmekihilise plaatide valmistamist, kaitstes ahelat, tagades usaldusväärse lõimimise ning lihtsa visuaalse tuvastamise.

A. Pinnakatte rakendamine

The söömismaskeer on kaitsev polümeerkiht—tavaliselt roheline, kuid ka sinine, punane, must ja valge on populaarsed—mis kantakse PCB ülemisele ja alumisele pinnale:

• Eesmärk:  
  • Vältib lõimi sildade teket tihedalt paiknevate kontaktide ja juhtmete vahel.
  • Kaitseb väliste ahelaid hapnikukahjustuste, keemiliste mõjude ja mehaanilise kulumise eest.
  • Parandab elektrilist isoleerivust juhtmete vahel, suurendades seeläbi signaaliterviklust ja EMI vähendamist.

Rakendamise protsess:

• Käitlus: Paneel on kaetud vedela fotopildistatava (LPI) jootemaskiga, mis katab kõik välja arvatud kupferpadid, mida hiljem jootetakse.
• Pildistamine ja eksponeerimine: UV-valgust kasutatakse koos disainimaskega, et määratleda avad (padide, testimispunktide, läbiviikude jaoks).
• Arendamine: Eksponeerimata jootemaski eemaldatakse, samas kui eksponeeritud kõvaneb, kaitstes ahelaid.
• Kuritegevus: Paneele kütsetatakse või UV-kiirgusega kõvendatakse, et mask täielikult kõveneks.

B. Pindlõpemeetodite valikud

Et tagada kõigi avatud padide säilivus, oksüdatsioonikindlus ning suumeldavus montaaži ajal, rakendatakse pindlõige pindlõpemeetodit. Rakenduste, maksumuse ja montaažinõuete alusel on saadaval mitmeid lõpemeetodeid:

• ENIG on tööstusharu standardiks enamikes 4-kihilistes prototüüp- ja tootmisplokkides, eriti siis, kui oluline on pinnakujunduse tasasus ja suur tihedus (BGA, LGA, QFN).
• OSP on parim valik pliivaba tarbeelektroonika jaoks, kus on vaja nii kuluefektiivsust kui ka head jooteliite kvaliteeti.

Erinevused ENIG-i ja HASL-i vahel:

• ENIG pakub libedamat ja tasasemat pinda, mis on vajalik väga peente juhtmete ja BGAde jaoks.
• HASL loob ebakindlaid 'kuppel' kujulisi kõverusi, mis võivad olla ebasobilikud kaasaegse tiheda PCB montaaži jaoks.
• ENIG on kallim, kuid pakkub paremat pikkajalist säilitamist ja sobib ka juhtmete keevitamiseks.

C. Silkeprindi trükkimine

Pärast ettenähtud jootekaitsekihi ja pinnatöötluse rakendamist viimaseks kihiks on silkscreen —kasutatakse märkimiseks:

• Komponentide kontuurid ja sildid (R1, C4, U2)
• Polaarsusmärgid
• Viitenimed
• Pin 1 näitajad, logod, revisjonikoodid ja vöötkoodid

Kvaliteedikontroll: Lõplik AOI ja visuaalsed kontrollid

• Automaatne optiline kontroll (AOI): Tagab maskiava suuruse/asukoha, puudumise jääkkihilt ja õige kontaktipinnaga avatuse.
• Visuaalne kontroll: Kinnitab silindririigi selguse, puuduvat trükkimata prindi, kilekatte peamiste elementide peal ning pindkatte terviklikkuse.

Miks see etapp on oluline 4-kihilistel PCB-plaatidel

• Loodetavus: Ainult avatud kontaktipinnad/puutekohad on loodetavad; ülejäänud osade katmine takistab juhuslike sildade teket – eriti oluline tihedates disainides.
• Korrosiooni- ja saastumiskindlus: Plaadi eluiga ja usaldusväärsus paranevad märgatavalt, kui vaskpinnad on kaitstud õhu, niiskuse ja sõrmejälgede eest.
• Vea vähenemine: Tugevad ja täpsed märgistused vähendavad montaaživigu, järeltöötlust või välisremontide aega.

Samm 8: PCB profiilimine, montaaž ja puhastamine

Kui kõik ahulaiad on seatud, läbipuuritud ühendused tehtud ning paikekiht ja pinnatöötlus kantud, siirdub fookus nüüd plaadi kuju andmisele, komponentide paigaldamisele ja puhastamisele 4-kihiline PCB see etapp toob teie mitmekihilise paneeli täpselt valmistatud, kuid eristamata plokist konkreetse vormfaktoriga täielikult monteeritud funktsionaalse seadmeni.

A. PCB profiilimine (lõikamine ja marsruutimine)

Selles etapis asuvad mitu PCB-kujundit suuremal tootmispaneelil. Profiilimine tähendab iga neljakihilise trükitud juhtplaat ümber lõikamist nõutavasse kontuuridesse, sealhulgas avade, lõikude või V-puurimiste osas.

Peamised meetodid:

• CNC-freisimine : Kõrgekiiruselised karbiidotsad jälgivad tahvli välimist äärt täpselt, vastates tolerantsinõuetele kuni ±0,1 mm.
• V-tasandus : Pinnale tehtud pinnased löögid võimaldavad tahvli lihtsat lahutamist murdmise teel mööda tasandusjooni.
• Löömine : Kasutatakse suurel hulgal toodetavate, standardkujundiga tahvlite puhul läbilaskevõime optimeerimiseks.

B. Prindi montaaž (SMT ja THT komponentide paigaldamine)

Enamik tänapäevastest 4-kihilistest printahvlitest kasutab segu-tehnoloogiat, kasutades nii Pinnakinnitustehnoloogia (SMT) kõrge tiheduse ja automaatse paigalduse saavutamiseks, kui ka Läbipuuritud tehnoloogia (THT) kõrge kandevõimega ühenduste, võimsuskomponentide või vanemate komponentide jaoks.

1. SMT-montaaž

• Šabloontrükk : Solderipasta trükitakse pad-desse täpset mahu saavutamiseks laserilõigatud tsemplistikute abil.
• Paki-ja-aseta : Automatiseeritud masinad paigaldavad kuni kümneid tuhandeid komponente tunnis mikroni täpsusega — isegi 0201 passiivide, QFN-de, BGA-de või LSI-seadmete puhul.
• Lainepaigutus : Laaditud PCB-d liiguvad hoolikalt profiilitud sundõhuga ahjus läbi, sulatades ja seejärel jahutades solderit. See loob tugevad solderiühendid kõikidele SMT-seadmetele.

2. THT-montaaž

• Käsitsi või automaatne sisestamine : Komponendid pikade juhtidega, nagu ühendusdetailid või suured elektrolüütkondensaatorid, sisestatakse plaatitud augudesse.
• Lainepaigutust : Plaadid liiguvad sulanud solderilaine kohal, et samaaegselt solderida kõik sisestatud juhid — ajaproovitud meetod tugeva mehaanilise tugevuse saavutamiseks.

SMT vs. THT:

• SMT võimaldab tihedaid, kergekaalu ja kompaktseid konstruktsioone. Parim kaasaegsete mitmekihiliste PCB-de jaoks.
• THT on endiselt eelistatud ühendusdetailide ja suure võimsusega komponentide jaoks, mis vajavad täiendavat kinnitust.

C. Puhastamine (isopropüülalkohol ja erilised PCB-puhastusvedelikud)

Paudimise järel võivad jäägid, nagu fluks, solderikuulid ja tolm, kahjustada usaldusväärsust, eriti neljakihiliste trükkplaatide tihedalt paiknevate juhtmete ja läbitäiteviate vahel.

Protokolli sammud:

• Isopropüülalkohooli (IPA) puhastus : Kasutatakse levinult prototüüpimisel ja väikeste partiide valmistamisel, eemaldab ioonilised jäägid ja nähtava fluksi käsitsi.
• Reasüsteemis trükkplaatide pesumasinad : Tööstuslikud pesumasinad kasutavad deioniseeritud vett, saponifikaatoreid või spetsiaalseid lahusteid mitme plaadi korraga puhastamiseks – oluline meditsiini-, sõjalistes ja autotööstuses.

Miks puhastamine on tähtis:

• Vältib korrosiooni ja dendriitide teket ahukomponentide vahel.
• Vähendab elektrilise lekke ohtu, eriti kõrge takistusega või kõrgepingeahude puhul.

Tabel: Montaaži ja puhastusprotsessi ülevaade

Samm 9: Lõplik testimine, kvaliteedikontroll (QC) ja pakendamine

A 4-kihiline PCB on sama hea kui selle testimise ja kvaliteedikontrolli rangeus. Isegi kui see näeb silmapaistvalt täiuslik välja, võivad olemas olla nähtamatud defektid – lühisülekanded, katkised juhtmed, nihkenud elemendid või ebapiisav plaatimine – mis võivad põhjustada ebatavalist käitumist, varajasi rikkeid või ohutusriske. Seetõttu kasutavad esatase PCB valmistajad kompleksset elektriliste, visuaalsete ja dokumentatsioonipõhiste kontrollide komplekti, mida toetavad rahvusvaheliselt tunnustatud IPC standardid.

A. Automaatne optiline inspektsioon (AOI)

Automaatne optiline kontroll (AOI) teostatakse mitu korda mitmekihilise PCB valmistamise jooksul, kriitilisim läbimine toimub pärast lõplikku montaaži ja jootmist.

• Kuidas see töötab: Kõrge resolutsiooniga kaamerad skaneerivad iga PCB mõlemat poolt, võrreldes igat juhet, pad'i ja jootekogu digitaalsete Gerber-failidega.
• Mida AOI tuvastab:  
  • Katkestatud juhtmed (katkised treigid)
  • Lühisülekanded (jootesildid)
  • Puuduvad või nihkenud komponendid
  • Jootekohad, kus on liiga vähe või liiga palju jootet
  • Tombstoning või komponendi asetusekõrvalekalle

B. Sisemise ahela testimine (ICT)

Siseringi test (ICT) on kuldne standard kokkupandud 4-kihilise PCB funktsionaalsuse kinnitamisel:

• Kontaktpuuturid: Nagu voodi-nõelad või lendav sond tester puutuvad kokku eraldiseisvate katsepunktide või komponentide pingidega.
• Testskriptid: Juhtivad signaale läbi ahela, mõõtes reaktsioone olulistes sõlmpunktides.
• Kontrollitud parameetrid:  
  • Jätkuvus kõikide signaal- ja toitepunktide vahel
  • Takistus/kondensaatori mahtuvus olulistel võrgustikel
  • Viate ja plaatitud läbipuuritud augude terviklikkus
  • Peakomponentide olemasolu/puudumine ja paigutus

ICT võimaldab:

• Kohe, plaaditasandil diagnoosimist (vigaste solderiühenduste, katkete või valesti paigutatud komponentide täpne tuvastamine)
• Partii taseme statistikat protsessijälgimiseks

C. Elektriline testimine

Iga lõpetatud neljakihiline PCB läbib täieliku „lühise ja katkete“ elektrilise pidevustesti. Selles etapis:

• Elektriline test (ET): Kõikide juhtmete ja ühenduste vahel rakendatakse kõrget pinge
• Eesmärk: Tuva välja kõik peidetud „avamised“ (ühenduste katkemised) või „lühised“ (ebakavatsuslikud ühendused), olenemata välimusest.

Takistusjuhtivate konstruktsioonide puhul:

• Takistusproovid: Testijäljed, mis on valmistatud samast kihtkonnast ja protsessist mis tootmises kasutatakse, võimaldavad karakteristliku takistuse mõõtmise ja kinnitamise (nt 50 Ω siirdelõpp, 90 Ω diferentsiaalne).

D. Dokumentatsioon ja jälgitavus

• Gerber-, puur- ja testifailid: Tootja koondab ja arhiveerib kõik olulised andmed, tagades jälgitavuse alates materjali partii kuni valmisplaatini.
• Montaažijoonised ja kvaliteedikontrolli sertifikaadid: Kaasnevad kõrge usaldusväärsusega saadetistega vastavuse tagamiseks ISO9001/ISO13485, meditsiini- või autotööstuse standarditele.
• Siltimine: Iga lauale või paneelile trükitakse seerianumbrid ja ribakoodid jälgimise, veaparanduse ja „digitaalse kaksiku“ viitamise eesmärgil.

E. Lõplik visuaalne kontroll ja pakendamine

Koolitatud inspektorid teostavad viimase kontrolli suurendus- ja kõrgeintensiivse valgustuse abil, et uurida kriitilisi elemente:

• Padide ja vialite puhtus (pole juhtmesfääre ega jääke)
• Märgistus, sildistuse selgus, orientatsioon ja redaktsioonikoodi täpsus
• Serva ja profiili kvaliteet (pole kihtide lagunemist, kipumist ega kahjustusi)

Pakendus:

• Vaakumpakitud vastastatistilised kotid kaitsevad ESD-i ja niiskuse tungimise eest
• Purustuspliiats, vaht või kohandatud alused vältida füüsilist kahjustust transpordi ajal
• Iga partii pakitud klienti juhiste kohaselt, kaasa arvatud silikageel- või niiskuseindikaatorid kõrge usaldusväärsuse nõudvates turumoodes

Tabel: Testimise ja kvaliteedikontrolli standardid 4-kihilistele PCB-dele

Kuidas luua 4-kihiline kihtkond Altium Designeris

Juhtida oma 4-kihiline PCB-kihtkond on oluline elektrojõudluse, tootmismeeldivuse ja maksumuse vahelise tasakaalu saavutamisel. Kaasaegsed PCB disainitööriistad, nagu Altium Designer pakkuvad intuitiivseid, võimsaid liideseid kõigi detailide määramiseks – ning hilisemaks eksportimiseks – mida tootjad vajavad kvaliteetse, usaldusväärse mitmekihilise PCB valmistamiseks.

Samm-sammult: 4-kihilise PCB kihtkonna määratlemine

1. Alusta oma projekti Altiumis

• Ava Altium Designer ja loo uus PCB projekt.
• Impordi või joonista oma skemaatilised ühendused, veendudes, et kõik komponendid, võrgud ja piirangud oleks määratletud.

2. Pääse Kihtkonna Haldurisse

• Minge Disain → Kihtkonna Haldur
• Kihtkonna Haldur võimaldab sul seadistada kõik juhtivad ja dielektrilised kihid, nende paksused ja materjalid.

3. Lisa neli vasest kihti

• Vaikimisi näed ülemist ja alumist kihilt.
• Lisage kaks sisemist kihti (tavaliselt nimetatud MidLayer1 ja MidLayer2) neljakihilise paneeli puhul.

4. Määratlege kihilised funktsioonid

Määrake igale kihile tavalised eesmärgid järgnevalt:

5. Seadista dielektriku/prepregi ja kiilaspulli paksused

• Klõpsa kihtide vahele, et määrata dielektriku paksus (prepreg, core) kasutades tootja poolt määratud väärtusi .
• Tüüpiline kogupaksus 4-kihilisele PCB-le: 1.6mm (kuid võib olla vajadusel õhem/ paksem).
• Sisestage dielektrilise konstandi (Dk) ja kaotsiminemistangensi väärtused, eriti kontrollitud takistusega disainide puhul.

6. Määrake vasekaal

• Määrake vaseliigi paksus igale kihile: tavaliselt 1 unts/ft² (~35 μm) on standardne signaalkihtide puhul; 2 untsi või rohkem kõrgepinge toitejuhtmetele.
• Need väärtused mõjutavad juhtme laiuse arvutusi ja mehaanilist vastupidavust.

7. Luba takistuse arvutused

• Kasutage sisseehitatud Impedantsi kalkulaatorit (või linkige oma tootja tööriistale), et arvutada sihtmaterjali, -paksuse ja -laiuse põhjal üksik- ja diferentsiaalpaari impedantsid.
• Tüüpilised eesmärgid: 50Ω üksik , 90–100Ω diferentsiaal .
• Kohandage dielektriku paksust, juhtme laiust ja vasaku kaalu vastavalt vajadusele, et need eesmärgid saavutada.

8. Genereerige kihtkonna joonis

• Ekspordige kihtkonna joonis (DXF, PDF jne) oma valmistusmärkusteks. See aitab vältida suhtluse vigu ja kiirendada DFM ülevaatamist.

9. Valmistage ette ja ekspordige Gerber- ja puurifailid

• Seadke lõplik kihtide paigutuse kinnitamine plaatmooduli, kihtide järjekorra ja märkmete jaoks.
• Ekspordige kõik Gerber-failid, puurifailid ja kihtide paigutuse diagrammid täpse nimetusega (kaasa arvatud kihtide nimed, mis vastavad teie kihtide haldurile).

Juhtumiuuring: Kiirsignaalide jaoks mõeldud 4-kihilise PCB-kihtide paigutuse optimeerimine

Stsenaarium: Sidealane disainis uue ruuteri kasutades Altium Designerit. Nende peamiseks väljakutseks oli signaali ristmõju vähendamine ning USB/Ethernet signaalide hoidmine kitsastes takistusvahemikes.

Lahendus:

• Kasutas Altiumi kihtide haldurit loomaks [Signaal | Maa | Toiteallikas | Signaal] koos 0,2 mm prepreg välise ja sisemise tasandi vahel.
• Seadke vasaku kaaluks 1 oz kõikidele kihtidele.
• Kasutas Altiumi takistuse kalkulaatorit ning koordineeris materjale nende tootjaga, kiiresti korduvalt korrigeerides, kuni mõõtmised sobisid 50Ω ja 90Ω sihtmärgid ±5% piires .
• Tulemus: Esimene partii läbis EMC- ja kõrgkiirusulise terviklikkuse testimise – kiirendades sertifitseerimist ja säästes arendusaja.

Miks kihtkujunduse projekteerimine Altiumis on tähtis 4-kihiliste PCBde puhul

• Vältib kulukaid ümberprojekteerimisi: Varajane kihtkujunduse planeerimine koostöös tootjaga vältib viivitusi ning tagab sujuva ülemineku prototüübist tootmisse.
• Võimaldab DFM kontrolli: Hoolikalt dokumenteeritud kihid aitavad tuvastada DRC/DFM vastuolud enne, kui plaadid valmistatakse.
• Toetab täiustatud funktsioone: Täpne kihihaldus on vajalik tehnoloogiate jaoks, nagu via-in-pad, pime-/peidetud viad ja kontrollitud takistusega marsruutimine.

Parimad tavad 4-kihilise PCB kihtkonna ja paigutuse jaoks

Tugev 4-kihiline PCB-kihtkond on ainult pooleks võrrandiks – tegelik jõudlus, usaldusväärsus ja saagis tulenevad hoolikatest parimatest tavastest paigutuses ja disainis. Kui optimeerite kihtkonda, marsruutimist, dekoplaamist ja soojusjuhtivaid radu sihikindlalt, siis teie neljakihilise PCB tootmisprotsess annab tulemuseks plaadid, mis erinevad signaaliterviklikkuses, EMC-s, tootevalmistatavuses ja eluea vastupidavuses.

1. Signaali- ja toitekindluse kaalutlused

Kontrollitud signaali tagasitee ja puhas toitejaotus on mitmekihilise PCB disaini alus. Siin on, kuidas seda õigesti teha:

• Asetage signaalid väliskihtidesse (L1, L4) ja pange sisemised kihid (L2, L3) terviklikeks maanduskihiks (GND) ja toitekihiks (VCC).
• Mitte kunagi ära katkesta sisemaid kihte suurte avade või lõikudega – pigem hoidke kihid pidevad. Nagu IPC-2221/2222 näitab, võivad katkised kihid põhjustada juhtimpedantsi kõrvalekaldumise 5–15%, mis võib viia signaali halvenemiseni või ajutistele rikele.
• Lühikesed signaali tagasitee radad: Kiirete ja müragakriitiliste signaalide all peaks alati olema tahke taustakihistus. See vähendab silmuse pindala ja surub alla kiirgatud EMI.

Tabel: Tüüpiline 4-kihiline PCB kihtide paigutus

2. Komponentide paigutus ja dekoplaž

• Paiguta kiirtooteliigid lähedale ühendustele või allikatele/koormustele, et minimeerida juhtmete pikkusi ja vajade arvu.
• Aseta dekoplažkondensaatorid nii lähedale kui võimalik (eelistatavalt otse vajade kohale toitekihile), et tagada stabiilne kohalik VCC.
• Kriitilised võrgud esmalt: Juhi kõrge sagedusega, kella- ja tundlikud analoogvõrgud enne vähem olulisi signaale.

Parim praktika: Kasuta "fanout" tehnikat: vii signaalid välja BGA-delt ja peenekihmsetelt paketidelt lühikeste juhtmete ja otseste vajadega – vähendab ristmõju ja stub-efekte.

3. Juhtimine kontrollitud takistuse jaoks

• Jäigu laius ja vahe: Arvutage ja määrake disainireeglid 50Ω üksikutele ja 90–100Ω diferentsiaalpaaridele, kasutades õigeid kihipaketi seadeid (dielektriku paksus, Dk, vasekaal).
• Minimeerige stubi pikkust: Vältige vajadusteta üleminekuid kihtide vahel ning kasutage kriitiliste signaalide puhul tagasiuurimist, et eemaldada kasutamata viaosad.
• Kihiüleminekud: Paigutage diferentsiaalpaarid võimaluse korral samale kihile ning vältige vajadusteta ristumisi.

4. Via strateegia ja pistetõmmed

• Kasutage pistetõmmet terviklike maanduskihtide korral —ümbritsege tihe maandusviadega (tavaliselt iga 1–2 cm tagant) kõrgsageduslikke signaale, kella võrke ja RF tsoone.
• Optimeerige via suurust ja kuju: IPC-6012 soovitab aspekti suhet (plaaditihedus lõplikule auk suurusele) üldiselt ei ületada 8:1 kõrge usaldusväärsuse tagamiseks.
• Tagantuuritud läbitüübid: Ultrakõrgete kiiruste jaoks kasutage tagantuurimist, et eemaldada läbitüübist jätkud ja veelgi vähendada signaalide peegeldumist.

5. Soojuse haldamine ja vase tasakaal

• Soojusläbitüübid: Paigutage soojusläbitüüpide massiivid kuumalt töötavate IC-de/LDO-de alla, et ühendada soojus maandustasapinnaga ja seda levitada.
• Vasevalatud pindala: Kasutage mõlemal väliskihil tasakaalus vasest jaotust, et vältida venitumist/väändumist suuremates või kõrge võimsusega plaatides.
• Reguleeritav vase pindala: Vältige suuri ühendamata vase "saari", mis võivad tekitada pinge sidumist või EMI-d.

6. EMI ekraanilus ja diafoonia vältimine

• Juhtige ortogonaalsed signaali suunad: Juhtige signaale L1 ja L4 risti (nt L1 ida-lääne suunas, L4 põhja-lõuna suunas) – see vähendab kapasitiivset sidet ja diafooniat tasandite kaudu.
• Hoidke kiirsignaale laua servadest eemal , ja vältige nende jooksutamist servaga paralleelselt, kuna see võib kiirgada rohkem EMI-d.

7. Kinnitamine simulatsiooniga ja tootja tagasisidega

• Tehke enne paigutust ja peale paigutust signaaliterviklikkuse simuleerimine oluliste võrkude või liideste jaoks.
• Arutlege kihiülesseadet ja juhtimispiiranguid oma valitud 4-kihilise PCB tootjaga – kasutades nende kogemusi, et ennetada tootmist ja usaldusväärsuse ohud juba protsessi alguses.

Ross Fengi sõnul: „Viasionis oleme näinud, et kujundustasemel range parim praktika – tahked tasandid, range vialiikmete kasutamine, mõistlik jälje/tasandi suhe – annab usaldusväärsemad neljakihilised PCB-d, vähendab EMI-d ja lühendab klientide silumistsüklit.“

Kokkuvõte tabel: Soovitused ja keelatud toimingud 4-kihilise PCB paigutuse jaoks

Tegurid, mis mõjutavad 4-kihilise PCB hinda

Kulukontroll on keskne mure küsimus igale insenerijuhi, disaineri ja ostuspädevuse spetsialisti jaoks, kes töötavad 4-kihiliste PCB-dega . Mitmekihilise valmistamise hinna muutujate mõistmine võimaldab targu, kuluefektiivseid otsuseid – ilma signaali kvaliteedi, usaldusväärsuse või tooteomaduste ohverdamiseta.

1. Materjalivalik

• Põhi- ja preimpregnatsioonitüübid:  
  • Standardne FR-4: Kõige majanduslikum, sobib enamikule kaubanduslikele ja tööstuslikele rakendustele.
  • High-TG, Low-Loss või RF materjalid: Rogers, Teflon ja muud spetsiaalsubstraadid on olulised kõrgsageduslike, kõrge usaldusväärsusega või soojuskriitiliste konstruktsioonide puhul, kuid võivad aluse maksumust 2–4 korda suurendada.
• Vaskekaal:  
  • 1 unts (35 µm) on tavapärane; toitekihtide või soojushalduse jaoks 2 untsi või rohkemate kihtide kasutamine suurendab nii materjalide kui ka töötlemiskulusid.
• Pinnapiirnemine:  
  • ENIG (Elektroless Nickel Immersion Gold): Kõrgem hind, kuid vajalik peenekiirguse, kõrge usaldusväärsuse või traatside ühendamise korral.
  • OSP, HASL, Immersion Silver/Tin: Odavamad, kuid võivad olla piiratud riiulieluga või tasasuse poolest.

2. Plaadi paksus ja mõõtmed

• Tavaline paksus (1,6 mm) on kõige majanduslikum, optimeerib paneelikasutust ja vähendab eriprotsesside sammu.
• Kohandatud paksused, väga õhed (<1,0 mm) või paksed (>2,5 mm) plaatidel on vajalik eriline käsitsemine ja need võivad piirata tootjavalikuid.

Tabel: Näidisplaatide paksused ja tüüpilised kasutusalad

3. Mõtlematu disain

• Jälgimise/vahekauguse laiused: <=4 mil suurendab maksumust kõrgema tagasilükkamise ja aeglasema tootlikkuse tõttu.
• Minimaalne via-suurus: Mikroviad, pimedad/maetud viad või viad pad-i sees suurendavad oluliselt valmistuskoormust.
• Kihtide arv: Neli kihilt plaat on massiturumultikihtide „tuum“; lisakihtide (6, 8, 12 jne) või ebatavaliste kihtide lisamine suurendab hinda proportsionaalselt.

4. Paneelid ja kasutamine

• Suured paneelid (mitu plaati ühel paneelil) maksimeerivad läbilaskevõimet ja materjali efektiivsust, hoides ühe plaadi hinna madalal.
• Ebatavalise kujuga või suured plaadid (millel on rohkem jätematerjali või vajalik on eritööriist) vähendavad paneeli tihedust ja kuluefektiivsust.

5. Eri töötlusnõuded

• Juhitud takistus: Nõuab täpsemat juhtmete laiuse, vahekauguse ja dielektriku paksuse kontrolli – võib vajada täiendavaid kvaliteedikontrolli/testimise etappe.
• Kuldprillid, pilud, lõiked, servaplaatimine: Iga mittestandardne mehaaniline või viimistlusprotsess suurendab NRE (ühekordse inseneritöö) ja ühiku maksumust.
• Järjestikune laminatsioon, tagurpidi puurimine: Olulised peidetud/peidusviade või kõrgkiirustehnoloogia jaoks, kuid lisavad protsessi sammud, aega ja keerukust.

6. Kogus ja tarniaeg

• Prototüüpid ja väikesed partiid: Tavaliselt $10–$50/plaat, olenevalt funktsioonidest, kuna seadistamiskulusid jagatakse vähema arvu üksustega.
• Kesk- kuni suured kogused: Ühiku hind langeb järseult — eriti siis, kui teie disain on paneelile optimeeritud ja kasutab peamisi spetsifikatsioone.
• Kiire valmistusaeg: Kiirendatud tootmine/edastamine (nii kiire kui 24–48 tundi) kaasneb lisatasudega — planeerige võimaluse korral ette.

7. Sertifikaadid ja kvaliteedikontroll

• UL, ISO9001, ISO13485, keskkonnanõuetele vastavus: Sertifitseeritud rajatised ja dokumentatsioon maksavad rohkem, kuid on vajalikud autotööstuse, meditsiini- ning nõudlike kommertspakkumiste jaoks.

Hinnavõrdluse tabel: 4-kihilise PCB näidispakkumine

Kuidas saada maksimaalset väärtust 4-kihilise PCB-tootmise pealt

• Esitage ette täielik kihtide paigutus ja masinajoonised
• Reageerige kiiresti DFM-tagasisidele ja tehke tootmismugavuse parandusi
• Valige tõestatud ja sertifitseeritud Shenzheni või globaalsed tarnijad
• Optimeerige massitoote valmistamiseks mõeldud paani/plaadi disaini
• Koostöö partneritega, nagu Viasion Technology, mis pakuvad sisemisi kuluinsenerilahendusi ja tasuta DFM-failide kontrolli

Õige 4-kihilise PCB tootja valimine

Otsus selle kohta, kus teie 4-kihiline PCB valmistamine võib märkimisväärselt mõjutada teie projekti kulusid, elektroonilist jõudlust, tootmistingimusi ja seadme pikaajalist usaldusväärsust. Kuigi neljakihiline PCB-de tootmine on küpsetud protsess, pakuvad ainult piiratud hulk tarnijaid pidevalt täpsust, korduvust ja dokumentatsiooni, mida nõuavad turud nagu autotööstus, tööstus, meditsiin ja tarbeelektroonika.

1. Sertifikaadid ja vastavus

Pöörake tähelepanu tootjatele, kellel on sertifikaadid:

• UL (tagasivõtjate laborid): Tagab tulekindluse vastavuse ja ohutu töötoimingu.
• ISO 9001 (Kvaliteedijuhtimissüsteem): Viitab stabiilsele protsessijuhtimisele ja dokumentatsioonile kuni disainist kohaletoimetamiseni.
• ISO 13485 (Meditsiin): Nõutav meditsiinikvaliteediliste PCB-komplektide ja seadmete puhul.
• Keskkond (RoHS, REACH): Näitab ohtlike ainete kontrolli ja vastavust globaalsetele turu nõuetele.

2. Tehnilised võimed ja kogemus

Esiklassiline 4-kihiline PCB-tootja peaks pakkuma:

• Täpne kihiülesande juhtimine: Võimeline tagama kitsad tolerantsid dielektrilise paksuse, vasekaalude ja vahelühendite geomeetria suhtes.
• Täiustatud vahelühendite tehnoloogiad: Läbipuuritud, peidetud/maalennatud vahelühendid, vahelühend padil ja tagasi puurimine kõrgkiiruslike, suure tihedusega ja kohandatud kihiülesannete jaoks.
• Jäigalt takistuse tootmine: Isegiimpedantsi testimise kupongid, sobitatud testimiseseadmed ja ekspertteadmised üksik- ja diferentsiaalkonstruktsioonide kohta.
• Paindlik paneelide jaotus: Efektiivne materjalikasutus erinevate plaatide suuruste ja kuju jaoks, sisemise konsultatsiooniga teie plaatide ühiku hindade vähendamiseks.
• Lõpuni teenused: Kaasa arvatud kiire prototüüpimine, täielikul mastaabil tootmine ja lisaväärtusteenused nagu funktsionaalne montaaž, konformkaetamine ja kastmontaaž.

3. Suhtlus ja tugi

Reageerimisvalmidus ja selge tehniline tugi eristavad head PCB tarnijat:

• Varajane DFM ja kihtide ülevaatus: DFM- või impedantsiprobleemide ennetav tuvastamine enne tootmise alustamist.
• Inglisekeelsed inseneriteadmed: Rahvusvahelistele klientidele tagab, et midagi ei jääks tõlkimisel kadunuks.
• Online pakkumised ja jälgimine: Reaalajas pakkumise tööriistad ja tellimuse staatuse jälgimine suurendavad läbipaistvust ja projektikavandamise täpsust.

4. Lisandväärtusega teenused

• PPI disaini ja paigutuse abi: Mõned tarnijad saavad ülevaatuse teha või kaaskonstrueerida paigutusi optimaalse valmistatavuse või signaali terviklikkuse huvides.
• Komponentide hankimine ja montaaž: Valmis monteeritud komplektid vähendavad oluliselt prototüüpide või eeltööde tarniaega ja logistikat.
• Prototüüpimisest massitootmiseni: Valige ettevõte, mis suudab kasvada teie tootmismahtudega ning pakkuda järjepidevat protsessikontrolli esimesest plaadist kuni miljonienda ühiku nimel.

5. Asukoht ja logistika

• Shenzheni/Guangdongi piirkond: Globaalne keskuse kõrgekvaliteediliste, kiiresti valmistatavate mitmekihiliste trükkplaatide tootmiseks, täiskasvanud tarnekettadega, materjalide varude rohkus ja tugev ekspordiinfrastruktuur.
• Läänevariandid: Põhja-Ameerika või Euroopa pakuvad UL/ISO-sertifitseeritud valmistamist kõrgemate tööjõukuludega – sobib kõige paremini väikestele kuni keskmise suurusega partidele, mis vajavad lühikesi tarniaegu või eriregulatiivset vastavust.

Kuidas hinnata oma 4-kihilise trükkplaadi tootjat

4-kihiliste printplaatide rakendused kaasaegses elektroonikas

Mitmekülgsus, usaldusväärsus ja toimivuse eelised 4-kihiliste PCB-dega on muutnud need eelistatud valikuks laias elektronikarajatiste valdkonnas. Nende optimaalne kombinatsioon signaaliterviklikkuse, EMI vähenemise, marsruutimistiheduse ja võimsuse tarnimisega teeb neljakihilisest trükkplaatst ehk neljakihilisest printplaatst rajatise peaaegu igas turusegmentis põhitehnoloogia, kus olulised on keerukus, suurus või elektrooniline toimivus.

1. Tarbijate elektroonika

• Kandvatavad ja nutiseadmed Kompaktsete treeningjälgijate, nutikellade ja kandvatavate tervishoiujälgijate töökindlus sõltub neljakihiliste trükkplaatide konfiguratsioonist, mis võimaldab täiustatud mikrokontrollerite, traadita raadioside ja andurite paigutamist pisikesesse vormidesse.
• Rauiterid ja juurdepääsupunktid Kiirendusvõrguseadmed kasutavad neljakihiliste trükkplaatide tootmisprotsessi täpseks takistuse kontrollimiseks, tagamaks signaali kvaliteedi USB 3.x, Wi-Fi ja Ethernet liideste jaoks.
• Mängukonsoolid ja kodukeskused Tihedad PC printpliidid, kontrollerid ja kiiretoimelised andmeseadmed kasutavad mitmekihilisi kihtkondi müra vähendamiseks, soojusjuhtimise parandamiseks ning täiustatud CPUde ja eraldi graafikaseadmete toetamiseks.

2. AUTOMOBILIDE ELEKTRONIKA

• Elektroonilised juhtimisseadmed (ECU) Kaasaegsed sõidukid kasutavad kümneid ECUsid, mille kõigi jaoks on vajalikud vastupidavad, EMI-kindlad mitmekihiline trükkplaatide, et juhtida vedusid, õhupadjusid, pidurdussüsteeme ja infotaimenti.
• Edasijõudnud juhtimise abistamise süsteemid (ADAS) neli kihilt koosnevad trükkplaatide disainid moodustavad aluse radaritele, LIDARitele ja kiiretoimelistele kaamera liidestele, kus pidev signaaliedastus ja soojuskindlus on olulised.
• Akude haldamine ja võimsusjuhtimine Elektriautodes ja hübridautes käivitatakse neli kihilt koosnevad konstruktsioonid suure voolutugevuse jaotamiseks, veapartitsiooniks ja usaldusväärseks sideks akumoodulite vahel.

3. Tööstus ja automatiseerimine

• Väravd ja side moodulid Tööstuslikud juhtimisvõrgud (Ethernet, Profibus, Modbus) kasutavad neljakihilisi trükkplaatide vastupidavate liideste ja usaldusväärse toite tagamiseks.
• PLC ja robotite kontrollerid Tihedad paigutused, segnäidusti disain ja võimsuse eraldamine saavutatakse multikihiliste kihtidega efektiivselt, parandades seadme töökindlust ja vähendades müra.
• Test- ja mõõteriistad Täpsete analoogsete ja kõrgkiiruse digitaalahelate jaoks on vajalik takistusjuhtimine, ristmõju vähendamine ja hoolikas PDN-inseneritehnika – kõik need on neljakihilise PCB tugevused.

4. Meditsiiniseadmed

• Kandeloaduvad diagnostikaseadmed ja monitorid Pulssoksimetrist mobiilsete EKG-de nimel toetab 4-kihilise plaatide valmistamine miniatuurseerimist, segnäidusti disaini ja usaldusväärset tööd ohutus-kriitilistes tervishoiuproduktides.
• Implanteeritavad ja kehakantavad seadmed Range biokompatiilsus, usaldusväärsus ja madal EMI saavutatakse hästi läbi mõeldud kihtidega, mis vastavad ISO13485- ja IPC-A-610 Class 3 nõuetele.

5. IoT, side ja andmeinfrastruktuur

• Väravad, andurid ja ääreseadmed Väikese võimsusega, kuid suure tihedusega IoT tooted saavutavad usaldusväärsuse ja toimivuse tänapäevaste mitmekihiliste kihtide abil, mis tihti integreerivad traadita, analoog- ja kiire digitaalsignaalide ühte kompaktse plaatidesse.
• Kõrgkiiruslikud tagaplaadid ja moodulid Routereid, lülitid ja servereid kasutavad 4-kihilisi ja keerukamaid plaate kiireks, müraimmuunseks signaali edastamiseks ning kindla toiteplatvormi arhitektuuri tagamiseks.

Tabel: Näidisrakendused ja kihtide eelised

Sageli küsitud küsimused

1. Kuidas parandab 4-kihiline PCB EMI jõudlust?

A 4-kihiline PCB see võimaldab kindla maandustasandi otse signaalkihi all, lootes väga tõhusad tagasitee radad kiirete voolude jaoks. See minimeerib silmuse pindala, vähendab märgatavalt EMI emissioone ning kaitseb tundlikke signaale häirimise eest. Kahe-kihilistele plaatidele vastandina imenduvad ja suunavad nelja-kihilised kihtkonnad kiirgatud müra, aitades seadetel esimesel korral saavutada EMC vastavus.

2. Millal tuleks minna üle 2-kihilt 4-kihilisele PCB-le?

Uuenda edasi 4-kihiline PCB kui:

• Peate kasutama kiirte digitaalseid sidebuse (USB, HDMI, PCIe, DDR jne).
• Teie disain ei vasta kiirgatava/juhitava EMI nõuetele.
• Teil on raskusi tihe kaasaegse komponentide paigutamisega, ilma et kasutaks te liialdatud viasid või „hiirepesa“ marsruutimist.
• Stabiilne toitejaotus ja madal alampinge on olulised.

3. Millise vasepaksuse peaksin määrama oma 4-kihilisele PCB-le?

• 1 unts (35 µm) kihi kohta on tavapärane – piisav enamikes digitaal- ja segnäidisdisainides.
• 2 untsi või rohkem soovitatakse suure vooluga juhtmete või kõrgendatud soojusnõuete korral (nt toiteallikad, LED-draiverid).
• Määrake alati eraldi signaal- ja tasandkihtide jaoks koopermass oma kihtkujunduses.

4. Kas 4-kihilised PCB-plaadid toetavad kontrollitud takistust kõrgkiiruslike signaalide jaoks?

Jah! Õige kihtkujunduse ja dielektrilise paksuse täpse kontrolliga on 4-kihilised PCB-plaadid ideaalsed 50Ω üksik ja 90–100Ω diferentsiaalpaaride jaoks. Kaasaegsed tootmisettevõtted valmistavad testimiseks kuponiplaate, et mõõta ja sertifitseerida takistus ±10% piires (vastavalt IPC-2141A-le).

5. Mis on 4-kihiliste PCB-plaatide tootmiskulude peamised tegurid?

• Kerne/prepregi materjalitüübid (FR-4 vs. kõrgsageduslik, kõrge-TG jne)
• Plaadi suurus, kogu kogus ja paneeli kasutamine
• Kihtide arv ja kooperviiruse paksus
• Minimaalne juhtme laius/vahe ja viia diameeter
• Pindtöötlus (ENIG, HASL, OSP, immersioonhõbe/tin)
• Sertifikaadid (UL, ISO, RoHS, Autotööstus/Meditsiin)

Järeldus ja peamised väljundpunktid

Meelekindel valdamine 4-kihiline PCB-tootmine —hoolikast kihiplaanist kuni täpse valmistamiseni ja põhjaliku testimiseni—võimaldab kaasaegsete elektroonikaseadmete loomist kindluse, täpsuse ja kiirusega. Neljakihiline PCB on endiselt „magus koht“, kus tasakaalustatakse keerukust, elektrilist jõudlust ja kogu paigalduskulut, pakkudes usaldusväärseid tulemusi nii kompaktsetest tarbijaelektroonikaseadmetest kuni autotööstuse ECU-de ja meditsiinidiagnostikani.

Ülevaade: miks neljakihilised PCB-d on olulised?

• Signaalitekkelikkus ja EMI-supressioon: Eraldatud sisemised maandus- ja toitekihid neljakihilises PCB-kihil planeerivad kindla signaaliviite, vähendavad ristmõju ja vastavad tänapäeva nõuetele EMC standardites.
• Suurem marsruutimistihedus: Topelte rohkem vasekihti võrreldes 2-kihiliste PCB-dega suurendab mõjusalt komponentide valikuvõimalusi ning võimaldab tihemaid ja väiksemaid tooteid tegelikkuseks ilma marsruutimisprobleemideta.
• Usaldusväärne toitevarustuse jaotus: Eraldi kihid tagavad madala takistuse ja induktiivsusega toite tarnimise kõigile komponentidele – võimaldades stabiilse toitepinge ja toetades nii kõrgtootelisi protsessoreid kui analoogahelaid.
• Maksumajanduslik keerukus: neli kihilt plaatide valmistamine ja montaaž on praegu täisküpsetud, odav ja globaalselt saadaval – võimaldades kiiret ja ulatust laiendatavat tootmist, olenemata sellest, kas vajate viit või viitkümmend tuhat trükkplaatide.

Kuldreeglid neljakihiliste trükkplaatide suhtes

Määrake oma kihtide paigutus ja takistusnõuded alati ettevaatlusega. Varajane planeerimine (koostöös tootjaga) hoiab ära ootamatuse tekkimise hilisemas etapis ja tagab teie kiirside või analoogsideside töö kindlalt vastavalt projekteeritud eesmärgile.

Kaitsetasapinnu ja säilitage usaldusväärsed tagasiside kontuurid. Vältige vajaduseta avauseid/lõikeid maandus-/toitetasapindades. Järgige IPC-2221/2222 parimaid tavasid katkematute tasapindade ja õige minimaalse vahega seotud nõuete osas.

Kasutage professionaalseid trükkplaatide CAD-tööriistu. Kasutage Altiumi, Eagle'i, KiCadi või oma valitud tarkvarakomplekti ning kontrollige alati Gerberi/aukude ekspordifaile selguse ja täielikkuse suhtes.

Nõudke ja kinnitage kvaliteedinõudeid. Valige tarnijad, kellel on AOI, vooluringi ja takistuse testimine ning ISO/UL/IPC sertifikaadid. Nõudke ristlõikeproove või takistuse kuponge kõrge usaldusväärsusega konstruktsioonide puhul.

Optimeerige paneeli ja protsessi jaoks. Töötage oma tootjaga koostööd, et kohandada paigutust nende paneelisuuruste ja eelistatud protsesside jaoks – see vähendab sageli teie maksmist 10–30%, ilma et see mõjutaks jõudlust.