Apakah Langkah-Langkah Utama dalam Pembuatan Papan Litar Cetak 4 Lapisan?

Pengenalan

Dalam dunia elektronik berketumpatan tinggi pada hari ini, permintaan terhadap papan litar yang boleh dipercayai, padat, dan kukuh dari segi elektrik terus meningkat. PCB 4 lapisan, kadangkala disebut sebagai papan litar bercetak empat lapisan, telah menjadi salah satu penyelesaian yang paling meluas digunakan untuk aplikasi yang merangkumi peranti IoT pengguna sehingga sistem kawalan industri dan elektronik automotif.

Walaupun PCB dua lapisan mungkin mencukupi untuk litar-litar ringkas, trend teknologi seperti kadar jam yang lebih tinggi, reka bentuk isyarat campuran, dan tapak peranti yang padat memerlukan integriti isyarat yang lebih baik, gangguan elektromagnet (EMI) yang lebih rendah, dan agihan kuasa yang lebih efisien—semua faedah yang disediakan oleh susunan PCB 4 lapisan.

Panduan komprehensif daripada kingfield—pembekal PCB Shenzhen yang dipercayai dan bersijil UL, ISO9001, ISO13485—akan membimbing anda melalui:

• Pembinaan dan fungsi PCB 4 lapisan.
• Proses pembuatan PCB 4 lapisan secara terperinci langkah demi langkah.
• Konsep susunan, pengukiran lapisan dalaman dan amalan laminasi.
• Amalan terbaik untuk rekabentuk (susunan isyarat, kuasa, dan satah bumi, rintangan terkawal, pengurusan via) dan pemasangan hulu.
• Teknologi di sebalik pengeboran (CNC), penyaduran via dan elektroplating, pemilihan dan pengerasan topeng solder, serta kemasan permukaan seperti ENIG, OSP, dan HASL.
• Standard QC dan ujian utama seperti AOI dan ujian litar-dalam (ICT).
• Cara menggabungkan penyediaan bahan, aliran proses, dan pengoptimuman susunan untuk kualiti, keberkesanan kos, dan prestasi.

Apakah itu Papan Litar Bercetak 4 Lapisan?

A pCB 4-Lapisan (papan litar bercetak empat lapisan) adalah sejenis PCB berlapisan yang mengandungi empat lapisan konduktor tembaga yang bertindih, dipisahkan oleh lapisan bahan dielektrik penebat. Idea utama di sebalik susunan PCB 4 lapisan adalah untuk memberi lebih kebebasan dan kebolehpercayaan kepada pereka dalam pengecoran litar kompleks, mencapai rintangan terkawal, pengurusan agihan kuasa, dan meminimumkan EMI berbanding PCB 2 lapisan tradisional.

Pembinaan dan Susunan Lapisan Tipikal

PCB 4 lapisan konvensional dibuat dengan mengempa lapisan-lapisan bergantian kuprum dan dielektrik (juga dikenali sebagai prepreg dan teras) untuk menghasilkan struktur yang tegar dan rata. Lapisan-lapisan ini biasanya mewakili fungsi-fungsi berikut:

Susunan ini (Isyarat | Bumi | Kuasa | Isyarat) adalah piawaian industri dan memberikan beberapa faedah kejuruteraan:

• Isyarat di bahagian luar memudahkan pemasangan dan penyelesaian masalah.
• Satah bumi padu di bawah jejak kelajuan tinggi mengurangkan EMI dan sambungan silang.
• Satah kuasa khusus menghasilkan penghantaran kuasa yang kukuh dan penyahpepijat optimum.

pCB 4-Lapisan berbanding Jenis PCB Lain

Mari bandingkan ciri utama antara konfigurasi PCB biasa:

Kelebihan Utama PCB 4-Lapisan

1. Integriti Isyarat yang Dipertingkat

Reka bentuk PCB empat lapisan menawarkan rintangan jejak yang dikawal dengan ketat dan laluan pulangan isyarat yang pendek serta berinduktans rendah—berkat kepada satah rujukan dalaman. Ini amat penting bagi isyarat kelajuan tinggi atau RF, seperti dalam USB 3.x, HDMI, atau komunikasi tanpa wayar. Penggunaan satah bumi yang berterusan tepat di bawah lapisan isyarat secara ketara mengurangkan hingar, sambungan silang, dan risiko penyongsangan isyarat.

2. Pengurangan EMI

EMI merupakan perkara utama dalam elektronik moden. Reka susun berbilang lapisan—termasuk satah bumi dan kuasa yang terletak berdekatan—bertindak sebagai perisai semula jadi terhadap hingar luaran dan menghalang pancaran daripada litar kelajuan tinggi papan itu sendiri. Pereka boleh melaras jarak antara satah (ketebalan prepreg/teras) untuk keputusan EMC yang terbaik.

3. Pengagihan Kuasa yang Lebih Baik

Satah kuasa dan bumi dalaman membentuk rangkaian pengagihan kuasa (PDN) secara semula jadi dan menyediakan kawasan yang luas untuk kapasitor penyahikatan, mengurangkan kejatuhan voltan dan hingar bekalan kuasa. Ia membantu menyeimbangkan arus beban berat dan mencegah titik panas yang boleh merosakkan komponen sensitif.

4. Ketumpatan Pengekalan Meningkat

Dengan dua lapisan tembaga tambahan yang tersedia, pereka litar mempunyai lebih banyak ruang untuk pengekalan jejak—mengurangkan pergantungan kepada via, mengecilkan saiz papan, dan membolehkan pengendalian peranti yang lebih kompleks (seperti LSI, FPGA, CPU, dan ingatan DDR).

5. Praktikal untuk Peranti Kecil

susunan PCB 4 lapisan sesuai untuk elektronik padat atau mudah alih, termasuk sensor IoT, instrumen perubatan, dan modul automotif, di mana susun atur yang ketat adalah penting bagi faktor bentuk produk.

6. Kekuatan Mekanikal yang Lebih Baik

Kekukuhan struktur yang diberikan oleh laminasi pelbagai lapisan memastikan PCB dapat menahan tekanan pemasangan, getaran, dan lenturan yang dialami dalam persekitaran yang mencabar.

Senario Penggunaan PCB 4-Lapisan Biasa

• Router, pengautomasian rumah, dan modul RF (prestasi EMC dan isyarat yang lebih baik)
• Pengawal perindustrian dan ECU kenderaan (ketahanan dan kebolehpercayaan)
• Peranti perubatan (tapak padat, isyarat sensitif terhadap hingar)
• Jam tangan pintar dan peralatan berkalis (kepadatan tinggi, faktor bentuk kecil)

Langkah utama dalam proses pembuatan PCB 4-lapisan

Memahami proses pembuatan PCB 4-lapisan langkah demi langkah adalah penting bagi sesiapa sahaja yang terlibat dalam rekabentuk, pembelian, atau jaminan kualiti PCB. Pada asasnya, pembuatan PCB empat lapisan adalah proses berbilang peringkat yang memerlukan ketepatan tinggi untuk menukarkan laminasi berasaskan tembaga mentah, prepreg, dan fail rekabentuk elektronik kepada PCB pelbagai lapisan yang kukuh, padat, dan sedia untuk dipasang.

Gambaran Keseluruhan: Bagaimanakah Langkah Utama dalam Pembuatan PCB 4-Lapisan Dilakukan?

Di bawah adalah aliran proses peringkat atas untuk pembuatan PCB 4-lapisan, yang boleh dijadikan panduan baik oleh pemula mahupun veteran industri:

• Reka Bentuk PCB & Perancangan Susunan
• Penyediaan Bahan (Pemilihan Prepreg, Teras, Kertas Kuprum)
• Imej dan Pengukiran Lapisan Dalam
• Penjajaran Lapisan & Laminasi
• Pengeboran (CNC) & Penanggalan Terburuk Lubang
• Pemulasan Via & Elektroplating
• Corak Lapisan Luar (Resist Fotografi, Pengukiran)
• Aplikasi Topeng Solder & Pemerapan
• Aplikasi Siap Permukaan (ENIG, OSP, HASL, dll.)
• Cetak Silkscreen
• Profil PCB (Routing, Pemotongan)
• Pemasangan, Pembersihan, dan Pengujian (AOI/ICT)
• Kawalan Kualiti Akhir, Pembungkusan, dan Penghantaran

Panduan langkah demi langkah berikut menerangkan secara terperinci setiap kawasan, dengan mengupas amalan terbaik, terminologi, dan ciri unik proses pembuatan papan litar bercetak 4 lapisan .

Langkah 1: Pertimbangan Reka Bentuk

Perjalanan papan litar bercetak empat lapisan bermula dengan pasukan kejuruteraan yang mentakrifkan keperluan litar, yang diterjemahkan kepada fail reka bentuk terperinci—termasuk takrifan susunan lapisan, susunan lapisan, dan output pembuatan.

Unsur Utama Reka Bentuk Papan Litar Bercetak 4 Lapisan:

• Pemilihan Susunan Lapisan: Pilihan biasa seperti Isyarat | Bumi | Kuasa | Isyarat atau Isyarat | Kuasa | Bumi | Isyarat. Pilihan ini secara langsung memberi kesan kepada prestasi elektrik dan kemudahan pembuatan.
• Pemilihan bahan:  
  • Inti: Biasanya FR-4, walaupun rekabentuk frekuensi tinggi dan kebolehpercayaan tinggi mungkin menggunakan Rogers, teras logam, atau substrat seramik.
  • Prepreg: Resin diperkukuhkan gentian kaca ini adalah penting untuk penebatan dielektrik dan kekuatan mekanikal.
  • Berat Tembaga: 1 oz adalah piawai; 2 oz+ untuk satah kuasa atau kerja haba khas.
• Perancangan Impedans Terkawal: Untuk reka bentuk yang membawa isyarat berkelajuan tinggi atau isyarat berbeza (USB, HDMI, Ethernet), keperluan impedans terkawal mesti ditentukan mengikut garis panduan IPC-2141A.
• Teknologi Via:  
  • Vias Lubang Tembus adalah piawai untuk kebanyakan papan PCB empat lapisan.
  • Via buta/terbenam, pengeboran balik, dan pengisian resin adalah pilihan tersuai untuk papan berketumpatan tinggi atau berfrekuensi tinggi; ia mungkin memerlukan laminasi berperingkat.
• Alat Reka Bentuk PCB: Kebanyakan projek PCB 4 lapisan bermula dengan alat CAD profesional:
  • Altium Designer
  • KiCad
  • Autodesk Eagle Platform ini menghasilkan fail Gerber dan fail pelubang—piawaian lakaran digital yang dihantar ke pengilang.
• Semakan Reka Bentuk untuk Pengeluaran (DFM): Semakan DFM dilakukan untuk memastikan semua elemen boleh dikilangkan—mengesahkan jejak/jarak bebas, nisbah aspek via, lebar gelang annular, topeng solder, skrin sutera, dan lain-lain. Maklum balas DFM awal mengelakkan rekabentuk semula yang mahal atau kelewatan pengeluaran.

Jadual Contoh: Pilihan Susunan PCB 4 Lapisan Biasa

Langkah Seterusnya

Fase seterusnya dalam proses pembuatan PCB 4 lapisan ialah Penyediaan bahan —termasuk pemilihan teras, pengurusan prepreg, dan pembersihan laminat.

Langkah 2: Penyediaan Bahan

Pemilihan Teras dan Pengendalian Laminat Berkuprum-Lapis

Setiap PCB 4 lapisan berkualiti tinggi bermula dengan pemilihan dan penyediaan bahan teras yang teliti. Sekeping PCB empat lapisan biasa menggunakan lapisan berganda kuprum —papan penebat yang dilaminasi pada kedua-dua belah dengan kerajang kuprum—sebagai "rangka dalam" PCB tersebut.

Jenis bahan termasuk:

• FR-4 : Sejauh ini teras yang paling biasa digunakan, menawarkan nisbah kos prestasi yang seimbang untuk kebanyakan aplikasi.
• High TG FR-4 : Digunakan untuk papan yang memerlukan rintangan suhu yang lebih tinggi.
• Rogers, Teflon, dan Lapisan Frekuensi Tinggi : Ditentukan untuk PCB RF dan gelombang mikro di mana kehilangan rendah dan sifat dielektrik yang stabil adalah kritikal.
• Teras Logam (Aluminium, Kuprum) : Untuk elektronik kuasa atau tuntutan haba yang tinggi.
• Seramik dan CEM : Digunakan dalam aplikasi khusus berprestasi tinggi.

Fakta: Kebanyakan PCB berbilang lapisan dalam elektronik pengguna, perubatan, dan industri menggunakan piawai FR-4 teras dengan berat tembaga 1 oz sebagai titik permulaan, mengoptimumkan kos, kebolehdibuatannya, dan kebolehpercayaan elektrik.

Memotong Laminasi kepada Saiz Panel

Talian pembuatan PCB memproses papan dalam panel besar, yang kemudiannya dibahagikan kepada PCB individu setelah pengecorakan litar dan pemasangan. Pemotongan tepat laminasi berkuprum dan lembaran prepreg memastikan keseragaman, memaksimumkan hasil bahan, dan selaras dengan amalan penpanelan untuk kecekapan kos yang terbaik.

Penggunaan Prepreg dalam Susunan Lapisan

Prepreg (gentian komposit pra-resap) pada asasnya merupakan sekeping kain gentian kaca yang direndam dengan resin epoksi separuh dikukus. Semasa proses laminasi, prepreg dilapiskan di antara lapisan tembaga dan teras, berfungsi sebagai dielektrik (memberikan penebatan yang diperlukan) dan juga pelekat (melebur dan mengikat lapisan apabila dipanaskan).

Titik teknikal utama:

• Kesesuaian Ketebalan Dielektrik: Ketebalan prepreg dan teras disesuaikan untuk mencapai ketebalan papan sasaran—contohnya, 1.6 mm untuk susunan PCB 4 lapisan piawai.
• Pemalar Dielektrik (Dk): Aplikasi moden (terutamanya RF/berkelajuan tinggi digital) memerlukan prepreg yang dicirikan dengan baik; nilai Dk secara langsung mempengaruhi rintangan laluan.
• Ketahanan Terhadap Kelembapan: Prepreg berkualiti tinggi meminimumkan penyerapan air, yang jika tidak boleh menjejaskan sifat elektrik dan kebolehpercayaan.

Pembersihan Permukaan Tembaga Seawalnya

Langkah penting namun sering diabaikan dalam pembuatan PCB empat lapisan adalah pembersihan awal permukaan tembaga pada bahan teras dan kerajang:

• Penggosokan dan Mikoretak: Bahan-bahan tersebut dikenakan penggosokan mekanikal dan kemudian direndam dalam asid ringan atau mikoretakan kimia. Ini menghilangkan oksida permukaan, resin, dan zarah mikro, mendedahkan tembaga tulen untuk pencitraan seterusnya.
• Penyusuan: Sebarang kelembapan yang tertinggal boleh melemahkan lekatan atau menyebabkan pengelupasan, oleh itu papan dikeringkan dengan teliti.

Keterlacakan dan Kawalan Bahan

Pada peringkat ini, profesional Pengeluar PCB menetapkan nombor lot kepada setiap panel dan kelompok bahan. Pengesanan adalah penting untuk memenuhi piawaian kualiti (ISO9001, UL, ISO13485) dan untuk penjejakan masalah dalam kes jarang berlaku isu selepas penghantaran.

Jadual: Bahan dan Spesifikasi Tipikal untuk PCB 4-Lapisan Piawai

Penyediaan bahan yang betul membentuk teras kepada PCB 4 lapisan yang boleh dipercayai. Seterusnya, kita bergerak ke peringkat teknikal yang kritikal: Imej dan Pengorekan Lapisan Dalaman.

Langkah 3: Imej & Pengorekan Lapisan Dalaman

Litar lapisan dalaman PCB 4 lapisan—biasanya satah pembumian dan kuasa, atau lapisan isyarat tambahan dalam susunan khas—membentuk teras elektrik bagi semua pengudian isyarat dan agihan kuasa. Langkah inilah di mana rekabentuk PCB digital anda direalisasikan secara fizikal dengan ketepatan sub-milimeter pada tembaga sebenar.

1. Pembersihan: Penyediaan Permukaan

Sebelum imej, teras tembaga yang telah dibersihkan awal (disediakan dalam langkah sebelumnya) akan melalui proses bilasan akhir dan mikropengorekan. Pengorekan kimia ini mengeluarkan sebarang kesan pengoksidaan yang tertinggal, meningkatkan kekasaran permukaan pada tahap mikroskopik, dan memastikan lekatan optima untuk bahan fotosensitif. Sebarang kontaminan yang tertinggal—walaupun kecil—boleh menyebabkan pengorekan tidak sempurna, litar terbuka/litar pintas, atau resolusi cetakan yang kurang baik.

2. Aplikasi Fotoresist

Teras berasaskan tembaga yang telah dibersihkan kemudian dilapisi dengan photoresist —suatu filem polimer sensitif cahaya yang membolehkan takrifan litar yang tepat. Aplikasi biasanya dilakukan melalui proses laminasi filem kering , di mana fotoresist melekat rapat pada tembaga di bawah penggelek berpemanas.

• Jenis:  
  • Fotoresist negatif merupakan piawaian industri untuk papan berbilang lapisan; kawasan yang terdedah akan bersilang dan kekal selepas proses pembangunan.
  • Fotoresist cecair boleh digunakan dalam sesetengah proses untuk kawalan yang lebih halus, walaupun filem kering masih mendominasi dalam kebanyakan fabrikasi PCB empat lapisan.

3. Pendedahan (Imej UV / Peralatan Foto)

Seterusnya, teras yang telah disediakan melalui sebuah mesin pengimejan UV automatik , di mana laser resolusi tinggi atau fotomaskar yang dijana oleh CAD menyelaraskan corak litar di atas panel berkelimau tembaga. Cahaya ultraviolet menembusi bahagian jernih pada maska:

• Di mana maska adalah lut sinar : Bahan fotoresist didedahkan dan menjadi berpolutimer (mengeras).
• Di mana maska adalah legap : Bahan fotoresist kekal lembut dan tidak terdedah.

4. Pembangunan (Mencuci Fotoresist yang Tidak Terdedah)

Panel tersebut dibangunkan—direndam dalam larutan akueus lemah (penyongsang). Fotoresist yang lembut dan tidak terdedah dibasuh sehingga terhapus, mendedahkan tembaga di bawahnya. Hanya corak litar (kini fotoresist keras yang telah terdedah) yang kekal, sepadan tepat dengan rekabentuk yang diberikan dalam fail Gerber.

5. Penorehan (Penyingkiran Tembaga)

Papan PCB kini mengalami pengorekan lapisan dalaman —proses pengorekan asid terkawal, biasanya menggunakan larutan ammonium atau ferik klorida:

• Pengorekan mengalihkan kuprum yang tidak diingini daripada kawasan yang tidak dilindungi oleh bahan fotoresist yang telah mengeras.
• Jejarian litar, pad, satah dan ciri kuprum lain yang direka tetap kekal.

6. Penanggalan Resist

Setelah corak kuprum yang diingini didedahkan, fotoresist yang mengeras dan melindungi kawasan ini akan ditanggalkan menggunakan larutan kimia berasingan. Jejarian kuprum yang bersih dan berkilat tertinggal, tepat sepadan dengan lakaran lapisan dalaman.

Kawalan Kualiti: Pemeriksaan Optikal Automatik (AOI)

Setiap lapisan dalaman diperiksa secara teliti untuk mengesan kecacatan menggunakan Pemeriksaan Optik Automatik (AOI) . Kamera resolusi tinggi mengimbas untuk:

• Litar terbuka (jejak putus)
• Ciri-ciri yang etak terlalu banyak atau terlalu sedikit
• Litar pintas antara jejak atau pad
• Ralat penjajaran atau pendaftaran

Mengapa Penghasilan Lapisan Dalam adalah Penting untuk PCB 4-Lapisan

• Keselarian Isyarat: Satah dalaman yang bersih dan baik hasilnya memastikan rujukan yang konsisten untuk rangkaian berkelajuan tinggi, mencegah hingar dan EMI.
• Pengedaran Kuasa: Satah kuasa yang lebar mengurangkan penurunan voltan dan lesapan kuasa.
• Kesinambungan Satah: Mengekalkan satah yang luas dan tidak terganggu mematuhi IPC-2221/2222 dan mengurangkan penyimpangan galangan.

"Ketepatan peringkat ini menentukan prestasi papan anda. Satu lapisan pendek atau terbuka dalam lapisan kuasa atau bumi dalaman menyebabkan kegagalan sepenuhnya selepas laminasi—tidak mungkin untuk dibaiki. Oleh itu, pengilang PCB terkemuka mengutamakan kawalan imej dan AOI dalam talian."  — kINGFIELD

Langkah 4: Penyelarasan Lapisan & Laminasi

Berjaya penyelarasan dan laminasi adalah penting dalam pembuatan PCB 4 lapisan. Proses ini mengikat secara fizikal lapisan tembaga yang telah diimej sebelumnya (yang kini mempunyai jejak dan satah litar dalaman) dengan helaian prepreg dan folio tembaga luar—membina susunan empat lapisan siap.

A. Penyediaan Susunan: Menyusun Pelapisan

Talian pembuatan kini membina struktur dalaman, menggunakan:

• Teras Lapisan Dalaman: Teras dalaman siap (diluluh, dibersihkan)—biasanya lapisan satah bumi dan kuasa.
• Prepreg: Lapisan dielektrik (penebat) yang diukur dengan teliti diletakkan di antara teras tembaga dan folio tembaga luar.
• Folio Tembaga Luar: Lembaran yang akan menjadi lapisan penghantaran atas dan bawah setelah imej litar dibuat.

B. Penetapan dan Pendaftaran (Penyelarasan Lapisan)

Penyelarasan bukan sahaja keperluan mekanikal—ia penting untuk:

• Mengekalkan pendaftaran pad-ke-via, supaya lubang yang dilaraskan kemudian tidak terlepas, terpotong, atau lari ke ciri berdekatan.
• Menjaga satah rujukan tepat di bawah laluan isyarat kritikal untuk mengekalkan integriti isyarat dan impedans terkawal.

Bagaimana penyelarasan dicapai:

• Penetapan: Pin keluli presisi dan lubang pendaftaran ditebuk melalui susunan berlapis untuk menahan semua panel dalam penyelarasan mutlak semasa proses pembinaan.
• Pendaftaran Optik: Bengkel PCB lanjutan menggunakan sistem optik automatik untuk mengesahkan dan meningkatkan pendaftaran antara lapisan, kerap mencapai ralat ±25 μm (mikron).

C. Laminasi: Gabungan Haba dan Tekanan

Susunan yang telah ditindan dan dipakukan kemudian dimuat ke dalam sebuah pencet panas laminator:

• Peringkat Vakum: Mengeluarkan udara terperangkap dan sisa bahan mudah meruap, mencegah pengelupasan atau rongga.
• Haba dan Tekanan: Prepreg menjadi lembut dan mengalir di bawah suhu 170–200°C (338–392°F) dan tekanan 1.5–2 MPa.
• Pemasakan: Resin yang melunak dalam prepreg mengisi mikrorongga dan mengikat lapisan-lapisan bersama, kemudian mengeras (berpolimer) apabila menyejuk.

Hasilnya adalah sebuah panel tegar tunggal yang terikat —dengan empat lapisan tembaga yang berasingan dan terpencil secara elektrik, dilaminasi dengan sempurna dan disediakan untuk pemprosesan lanjut.

Kawalan Kualiti: Pemeriksaan dan Pengujian Selepas Laminasi

Selepas laminasi, panel disejukkan dan dibersihkan. Semakan QC penting termasuk:

• Pengukuran Ketebalan dan Kelengkungan: Memastikan papan adalah rata dan memenuhi had toleransi yang dinyatakan (biasanya ±0.1mm).
• Analisis Rentas Hancur: Papan sampel dipotong dan dianalisis di bawah mikroskop untuk mengesahkan:
  • Penebatan antara lapisan (tiada pengelupasan, ruang udara, atau kekurangan resin).
  • Pendaftaran lapisan (ketepatan antara lapisan).
  • Kualiti ikatan pada antara muka prepreg-inti.
• Pemeriksaan Visual: Memeriksa pengelupasan lapisan, ubah bentuk, dan pencemaran permukaan.

Standard dan Amalan Terbaik IPC

• IPC-6012: Menentukan keperluan prestasi dan pemeriksaan untuk PCB tegar, termasuk penyelarasan berbilang lapisan dan kualiti laminasi.
• IPC-2221/2222: Mengesyorkan satah berterusan, slot minimum, dan had ala yang ketat untuk prestasi yang kukuh.
• Bahan: Gunakan pregreg, teras, dan tembaga gred industri—lebih digalakkan dengan nombor keluaran boleh dikesan untuk kawalan kualiti dan pelaporan peraturan.

Jadual Ringkasan: Faedah Laminasi Tepat dalam PCB 4-Lapisan

Langkah 5: Pengeboran dan Penyaduran

The peringkat pengeboran dan penyaduran pengeluaran PCB empat lapisan adalah di mana sambungan fizikal dan elektrik papan benar-benar diwujudkan. Pembentukan via yang tepat dan penyaduran elektro kuprum yang kukuh adalah penting bagi pemindahan isyarat dan kuasa yang boleh dipercayai dalam susunan berbilang lapisan.

A. Pengeboran CNC untuk Via dan Lubang Komponen

Pengeluaran PCB 4 lapisan moden menggunakan mesin pengeboran kawalan komputer (CNC) untuk membuat ratusan atau malah ribuan lubang setiap panel—memberikan ketepatan, kelajuan, dan kebolehulangan yang kritikal untuk aplikasi lanjutan.

Jenis Lubang dalam Papan PCB 4-Lapisan:

• Via lubang tembus: Melanjut dari lapisan atas hingga bawah, menyambungkan setiap satah kuprum dan lapisan. Ini membentuk teras bagi sambungan isyarat dan bumi.
• Lubang komponen: Pad untuk komponen lubang tembus (THT), penyambung, dan pin.
• Pilihan:  
  • Via buta: Menghubungkan lapisan luaran dengan satu lapisan dalaman (tetapi tidak kedua-duanya); kurang biasa dalam papan 4-lapisan kerana kos.
  • Via terkubur: Menghubungkan hanya lapisan dalaman; digunakan dalam projek berketumpatan tinggi atau papan PCB hibrid tegar-fleksibel.

Ringkasan proses pengeboran:

• Penyusunan Panel: Beberapa panel boleh ditala secara serentak untuk mengoptimumkan pengeluaran, setiap satu disokong oleh papan masuk/keluar fenolik untuk mencegah keburukan atau pesongan pengeboran.
• Pemilihan Mata Pengebor: Mata karbida atau bersalut berlian dengan saiz bermula dari 0.2 mm (8 mil) ke atas. Kehausan mata dipantau dengan teliti dan diganti pada sela masa yang ketat untuk mengekalkan kekonsistenan tinggi.
• Toleransi Kedudukan Lubang: Biasanya ±50 µm, penting untuk penyelarasan via-pad dalam rekabentuk berketumpatan tinggi.

B. Penanggalan Burrs dan Penghilangan Smear

Setelah pengeboran selesai, proses mekanikal meninggalkan tepi yang kasar (burrs) dan sisa epoksi (“smears”) pada dinding via, terutamanya di kawasan gentian kaca dan resin terdedah. Jika tidak dirawat, ini boleh menghalang penyaduran atau menyebabkan masalah kebolehpercayaan.

• Penyahbur: Berus mekanikal mengalihkan tepi tajam dan serpihan foil.
• Penghilangan Smear: Panel diproses secara kimia (menggunakan kalium permanganat, plasma, atau kaedah bebas permanganat) untuk menanggalkan sisa resin dan mendedahkan sepenuhnya gentian kaca dan tembaga bagi perkaitan logam seterusnya.

C. Pembentukan Via dan Penyaduran Elektro Tembaga

Langkah yang paling kritikal— penyaduran via —mencipta saluran elektrik yang sangat penting antara lapisan-lapisan Papan Litar Bercetak (PCB) 4 lapisan.

Proses ini merangkumi:

• Pembersihan Dinding Lubang: Panel menjalani pra-rawatan (pencucian asid, etaman mikro) untuk memastikan permukaan yang bersih sempurna.
• Pendepositan Tembaga Tanpa Elektrolisis: Lapisan nipis (~0.3–0.5 µm) tembaga dikimpalkan secara kimia pada dinding lubang, "menabur benih" via untuk penyaduran elektro seterusnya.
• Elektroplating: Panel PCB ditempatkan ke dalam tangki tembaga. Arus terus (DC) dikenakan; ion tembaga disadur ke atas semua permukaan logam yang terdedah—termasuk dinding via dan lubang tembus—membentuk tiub tembaga konduktif yang seragam di setiap lubang.

• Ketebalan Tembaga Piawai: Dinding via siap biasanya disadur dengan ketebalan minimum 20–25 µm (0.8–1 mil), selaras dengan IPC-6012 Kelas 2/3 atau spesifikasi pelanggan.
• Pemeriksaan Keseragaman: Pemantauan ketebalan yang canggih dan keratan rentas digunakan untuk memastikan tiada kawasan nipis atau ruang kosong, yang boleh menyebabkan litar terbuka atau kegagalan sementara di medan.

Kawalan kualiti:

• Analisis Keratan Rentas: Lubang sampel dipotong dan diukur untuk ketebalan dinding, lekatan, dan keseragaman.
• Ujian kesinambungan: Pemeriksaan elektrik memastikan setiap via membentuk sambungan yang kukuh dari pad ke pad, lapisan ke lapisan.

D. Mengapa Pengeboran dan Penyaduran Penting untuk Papan Litar Bercetak 4-Lapis

- Kebolehpercayaan Tinggi: Penyaduran via yang seragam dan bebas cacat mencegah kesalahan terbuka/pendek dan kegagalan kritikal di medan. - Integriti Isyarat: Pembentukan via yang betul menyokong peralihan isyarat yang pantas, rintangan rendah untuk laluan bumi, dan penghantaran kuasa yang boleh dipercayai. - Sokongan Reka Bentuk Lanjutan: Membolehkan saiz ciri yang lebih halus, pengepakan yang lebih padat, dan keserasian dengan teknologi seperti hibrid PCB HDI atau rigid-flex.

Jadual: Parameter Pengeboran dan Penyaduran untuk PCB 4-Lapisan Piawai

Langkah 6: Corak Lapisan Luar (Penjanaan Litar pada Lapisan 1 & 4)

The lapisan luar papan PCB 4 lapisan anda—Lapisan 1 (atas) dan Lapisan 4 (bawah)—mengandungi pad, landasan, dan ciri tembaga yang akan berinteraksi secara langsung dengan komponen atau penyambung semasa perakitan. Peringkat ini secara rohnya serupa dengan pemprosesan lapisan dalaman, tetapi risikonya lebih tinggi: lapisan-lapisan ini mengalami proses pematerian, pembersihan, dan kehausan yang ketara serta mesti memenuhi piawaian kosmetik dan dimensi yang paling ketat.

A. Aplikasi Rintangan Foto Lapisan Luar

Seperti lapisan dalaman, foil tembaga luar terlebih dahulu dibersihkan dan diberi ukiran mikro untuk menyediakan permukaan yang bersih. Satu lapisan photoresist (biasanya filem kering) kemudian dilaminasi meratai setiap permukaan menggunakan penggelek berpemanas untuk memastikan pelekatan.

• Fakta: Pengilang PCB berkualiti tinggi mengawal dengan teliti ketebalan filem dan tekanan laminasi, memastikan pembangunan imej yang konsisten dan pengurangan distorsi tepi.

B. Pengimejan (Peralatan Foto/Imej Langsung Laser UV)

• Peralatan Foto: Bagi kebanyakan pengeluaran besar, topeng foto yang mengandungi corak trek dan pad tembaga untuk lapisan atas dan bawah diselaraskan secara optik kepada lubang-lubang yang telah ditala.
• Imej Langsung Laser (LDI): Dalam projek presisi tinggi atau pusingan cepat, laser kawalan komputer 'menulis' jejak dan pad yang ditakrifkan oleh Gerber secara langsung ke atas panel dengan ketepatan tahap mikron.
• Cahaya ultralembayung (UV) mengerasakan rintangan foto yang didedahkan, mengunci litar luar yang tepat pada tempatnya.

C. Pembangunan dan Penoksinan

• Perkembangan: Fotoresist yang tidak terdedah dibasuh dengan peragih alkali lemah, mendedahkan tembaga untuk dikikis.
• Ukiran asid: Tembaga yang terdedah dikeluarkan oleh pengikis konveyor kelajuan tinggi, meninggalkan hanya jejak, pad, dan litar terdedah yang dilindungi oleh fotoresist yang telah mengeras.
• Pengguguran: Fotoresist yang tinggal dikeluarkan, mendedahkan struktur tembaga luar yang baharu dan berkilat yang membentuk permukaan boleh solder dan landasan pengalir arus untuk papan anda.

Jadual: Dimensi Utama untuk Corak Luar Papan PCB 4-Lapisan

D. Pemeriksaan dan Semakan Kualiti

Panel yang baharu dikesan diperiksa secara visual dan melalui AOI (Automated Optical Inspection) untuk:

• Jejak dan pad terlebih/terkurang kikisan
• Sambungan atau lompatan
• Kesilangan atau ciri yang hilang
• Pendaftaran/pengaturan dengan via yang telah dikacau sebelumnya

Mengapa Corak Lapisan Luar Penting untuk PCB 4-Lapisan

• Kebolehpercayaan Pemasangan: Kemudahan pematerian, saiz pad, dan ketahanan trek semua ditentukan di sini.
• Keselarian Isyarat: Isyarat kelajuan tinggi, pasangan berbeza, dan rangkaian rintangan terkawal berakhir pada lapisan-lapisan ini, menjadikan takrifan jejak tepat sangat penting.
• Kemampuan Kuasa: Cukup tembaga ditinggalkan untuk semua keperluan pengedaran dan peresapan haba.

Langkah 7: Topeng Solder, Siap Permukaan, dan Skrin Sutra

Setelah selesai pencontohan tembaga untuk lapisan luar PCB 4 lapisan anda, tiba masanya untuk memberikan ketahanan, kemudahan pematerian, dan kejelasan bagi tujuan pemasangan dan penyelenggaraan di lapangan. Langkah pelbagai bahagian ini membezakan pembuatan PCB berbilang lapisan profesional dengan melindungi litar, menjamin pematerian yang boleh dipercayai, dan memastikan pengenalan visual yang mudah.

A. Aplikasi Topeng Solder

The topeng solder ialah salutan polimer pelindung—biasanya hijau, walaupun biru, merah, hitam, dan putih juga popular—yang digunakan pada permukaan atas dan bawah PCB:

• Tujuan:  
  • Mencegah jambatan solder antara pad dan trek yang rapat.
  • Melindungi litar luaran daripada pengoksidaan, serangan kimia, dan lelasan mekanikal.
  • Meningkatkan penebat elektrik antara jejak, seterusnya meningkatkan integriti isyarat dan mengurangkan EMI.

Proses Permohonan:

• Lapisan: Papan disaluti dengan topeng solder cecair yang boleh digambar menggunakan cahaya (LPI), menutupi semua bahagian kecuali pad tembaga yang akan dikimpal kemudian.
• Imej dan Pendedahan: Cahaya UV digunakan bersama topeng lakaran untuk mentakrifkan bukaan (untuk pad, titik ujian, vias).
• Pembangunan: Topeng solder yang tidak terdedah dibasuh sehingga hilang, manakala yang terdedah mengeras, melindungi litar.
• Pemprosesan (Curing): Papan dipanaskan atau dikeraskan dengan UV untuk mengeras sepenuhnya topeng tersebut.

B. Pilihan Siap Permukaan

Untuk memastikan semua pad yang terdedah tahan terhadap penyimpanan, rintangan pengoksidaan, dan menawarkan kebolehkimpaian yang sempurna semasa perakitan, satu siap permukaan dilapiskan. Terdapat beberapa jenis siap yang sesuai dengan aplikasi, kos, dan keperluan perakitan:

• ENIG adalah piawaian industri untuk kebanyakan papan prototaip dan pengeluaran 4 lapisan, terutamanya apabila keperataan permukaan dan ketumpatan tinggi (BGA, LGA, QFN) penting.
• OSP paling sesuai untuk elektronik pengguna bebas plumbum yang memerlukan kecekapan kos dan kualiti sambungan solder yang baik.

Perbezaan antara ENIG dan HASL:

• ENIG menawarkan permukaan yang lebih licin dan rata, diperlukan untuk picagari ultra-halus dan BGA.
• HASL mencipta 'kubah' yang tidak sekata yang mungkin tidak sesuai untuk perakitan PCB ketumpatan tinggi moden.
• ENIG lebih mahal tetapi menawarkan penyimpanan jangka panjang yang lebih baik dan keserasian pengikatan wayar.

C. Pencetakan Skrin Silkskreen

Dengan topeng solder dan kemasan permukaan yang dipasang, lapisan terakhir adalah serbuk sutra —digunakan untuk menandakan:

• Garis luar komponen dan label (R1, C4, U2)
• Penanda kekutuban
• Penunjuk Rujukan
• Penunjuk pin 1, logo, kod semakan, dan kod bar

Kawalan Kualiti: Pemeriksaan AOI Akhir dan Pemeriksaan Visual

• Pemeriksaan Optikal Automatik (AOI): Memastikan saiz/penempatan bukaan topeng solder, ketiadaan topeng solder yang tidak sepatutnya, dan pendedahan pad yang betul.
• Pemeriksaan Visual: Mengesahkan kejelasan silkskreen, ketiadaan dakwat yang hilang, topeng solder di atas ciri utama, dan mengesahkan integriti kemasan permukaan.

Mengapa Peringkat Ini Penting untuk PCB 4-Lapisan

• Kesolderan: Hanya pad terdedah/titik sentuh yang boleh disolder; penutupan bahagian lain mengelakkan sambungan tidak sengaja—penting dalam reka bentuk padat.
• Rintangan Kakisan & Pencemaran: Jangka hayat dan kebolehpercayaan papan meningkat secara ketara dengan melindungi permukaan tembaga daripada udara, wap air, dan kesan jari.
• Pengurangan Ralat: Tanda yang kuat dan tepat mengurangkan kesilapan pemasangan, kerja semula, atau masa servis di lapangan.

Langkah 8: Profil PCB, Pemasangan, dan Pembersihan

Dengan semua lapisan litar telah ditetapkan, vias telah dilapis, dan topeng solder serta kemasan permukaan telah dikenakan, tumpuan kini beralih kepada pembentukan, pemasangan komponen, dan pembersihan pCB 4-Lapisan peringkat ini menukar panel pelbagai lapisan anda daripada blok yang diperbuat dengan tepat tetapi tidak dibezakan kepada peranti berfungsi yang lengkap dengan bentuk tertentu.

A. Profil PCB (Pemotongan dan Perutean)

Pada peringkat ini, beberapa imej PCB terdapat pada panel pengeluaran yang lebih besar. Profil bermaksud memisahkan setiap papan litar bercetak empat lapisan kepada bentuk akhir yang diperlukan, termasuk sebarang lubang potong, alur, atau garisan V.

Kaedah Utama:

• Pemotongan cnc : Mata karbida berkelajuan tinggi mengikut tepi luar papan dengan tepat, memenuhi spesifikasi rongga sehingga ketat ±0.1 mm.
• Penggoresan V : Alur cetek membolehkan pemisahan papan dengan mudah melalui pecahan di sepanjang garisan goresan.
• Menumbuk : Digunakan untuk papan berbentuk piawai berjumlah besar bagi mengoptimumkan keluaran.

B. Pemasangan PCB (Penempatan Komponen SMT & THT)

Kebanyakan papan PCB empat lapisan hari ini menggunakan pemasangan teknologi campuran, memanfaatkan kedua-dua Teknologi Pemasangan Permukaan (SMT) untuk pendudukan berketumpatan tinggi dan automatik, dan Teknologi Lubang Laluan (THT) untuk penyambung berkekuatan tinggi, komponen kuasa, atau komponen lama.

1. Pemasangan SMT

• Pencetakan Stensil : Pasta solder dicetak pada pad menggunakan stensil yang dipotong dengan laser untuk ketepatan isipadu.
• Ambil-dan-Letak : Mesin automatik memasang sehingga puluhan ribu komponen setiap jam dengan ketepatan peringkat mikron—walaupun untuk komponen pasif 0201, QFN, BGA, atau peranti LSI.
• Penyuhuan Semula : Papan PCB yang dipasang melalui ketuhar udara paksa yang dikawal rapi, iaitu solder dileburkan dan disejukkan secara berperingkat. Ini menghasilkan sambungan solder yang kukuh bagi semua peranti SMT.

2. Pemasangan THT

• Pemasukan manual atau automatik : Komponen dengan kaki panjang, seperti penyambung atau kapasitor elektrolit besar, dimasukkan melalui lubang berlapis logam.
• Penyolder gelombang : Papan melewati ombak solder cair untuk menyolder serentak semua kaki yang dipasang—kaedah terbukti untuk kekuatan mekanikal yang kukuh.

SMT berbanding THT:

• SMT membolehkan pemasangan berketumpatan tinggi, ringan dan padat. Sesuai untuk papan PCB berbilang lapisan moden.
• T masih menjadi pilihan untuk penyambung dan komponen berkuasa tinggi yang memerlukan pengankuban tambahan.

C. Pembersihan (Alkohol Isopropil dan Pencuci PCB Khusus)

Selepas penyolderan, sisa seperti fluks, bola solder, dan habuk boleh menjejaskan kebolehpercayaan, terutamanya pada trek dan vias yang rapat pada papan litar bercetak empat lapisan.

Langkah-langkah Proses:

• Pembersihan Alkohol Isopropil (IPA) : Biasa digunakan dalam penyediaan prototaip dan pengeluaran jumlah kecil, menghilangkan sisa ionik dan fluks yang kelihatan secara manual.
• Pencuci PCB Dalam Talian : Pencuci perindustrian menggunakan air terion deion, saponifier, atau pelarut khas untuk membersihkan berbilang papan serentak—penting dalam sektor perubatan, ketenteraan, dan automotif.

Mengapa Pembersihan Penting:

• Mencegah kakisan dan pertumbuhan dendrit antara ciri litar.
• Mengurangkan risiko laluan kebocoran elektrik, terutamanya untuk litar impedans tinggi atau voltan tinggi.

Jadual: Gambaran Keseluruhan Proses Pemasangan dan Pembersihan

Langkah 9: Ujian Akhir, Kawalan Kualiti (QC), dan Pengepakan

A pCB 4-Lapisan hanyalah sebaik rupa ujian dan kawalan kualitinya. Walaupun kelihatan sempurna dengan mata kasar, kecacatan yang tidak kelihatan—seperti litar terbuka, litar pintas, salah susun, atau salutan yang tidak mencukupi—boleh menyebabkan tingkah laku tidak menentu, kegagalan awal, atau risiko keselamatan. Oleh itu, pengilang PCB terkemuka menggunakan pelbagai jenis pemeriksaan elektrik, visual, dan berasaskan dokumen yang disokong oleh piawaian antarabangsa IPC.

A. Pemeriksaan Optikal Automatik (AOI)

Pemeriksaan Optik Automatik (AOI) dijalankan beberapa kali sepanjang proses pembuatan PCB berbilang lapisan, dengan pemeriksaan paling kritikal dilakukan selepas pemasangan akhir dan penyolderan.

• Bagaimana ia Beroperasi: Kamera beresolusi tinggi mengimbas kedua-dua permukaan setiap PCB, membandingkan setiap jejak, pad, dan sambungan solder dengan fail Gerber digital.
• Apakah yang dikesan oleh AOI:  
  • Litar terbuka (jejak putus)
  • Litar pintas (jambatan solder)
  • Komponen hilang atau terserlah
  • Sambungan solder dengan solder yang tidak mencukupi atau berlebihan
  • Kesan batu nisan atau ketidakselarasan komponen

B. Pengujian Litar Dalam (ICT)

Ujian Dalam Litar (ICT) adalah piawaian emas untuk mengesahkan fungsi PCB 4 lapisan yang dipasang:

• Proba Sentuh: Penguji jenis katil-paku atau proba terbang membuat sentuhan dengan titik ujian khusus atau pin komponen.
• Skrip Ujian: Menghantar isyarat melalui litar, mengukur sambalan pada nod utama.
• Parameter yang Diperiksa:  
  • Kesinambungan antara semua titik isyarat dan kuasa
  • Rintangan/kapasitans bagi rangkaian utama
  • Integriti via dan lubang bersalut-logam
  • Kehadiran/ketiadaan serta orientasi komponen utama

ICT membolehkan:

• Diagnosis peringkat papan serta-merta (mengenal pasti sambungan solder yang rosak, terbuka, atau komponen yang salah letak)
• Statistik peringkat kelompok untuk pemantauan proses

C. Ujian Elektrik

Setiap pCC empat lapisan siap menjalani ujian kesinambungan elektrik lengkap “lengkap pendek dan terbuka”. Dalam langkah ini:

• Ujian Elektrik (ET): Voltan tinggi dikenakan merentasi semua jejak dan sambungan antara satu sama lain.
• Objektif: Mengesan sebarang 'buka' tersembunyi (putus sambungan) atau 'lompat' (sambungan tidak disengajakan), tanpa mengira rupa luaran.

Untuk rekabentuk kawalan impedans:

• Kupon Impedans: Jejak ujian yang dibuat daripada susunan berlapis dan proses yang sama seperti rangkaian pengeluaran membolehkan pengukuran dan pengesahan impedans ciri (contohnya, 50 Ω hujung tunggal, 90 Ω berbeza).

D. Dokumentasi dan Keterlacakan

• Fail Gerber, Drill, dan Ujian: Pengilang mengumpul dan menyimpan semua data penting, memastikan keterlacakan dari kelompok bahan mentah hingga papan siap.
• Lukisan Pemasangan dan Sijil QC: Disertakan dengan penghantaran berkualiti tinggi untuk mematuhi piawaian ISO9001/ISO13485, perubatan, atau automotif.
• Pengekodan Bar: Nombor siri dan kod bar dicetak pada setiap papan atau panel untuk penjejakan, penyelesaian masalah, dan rujukan "dwi digital".

E. Pemeriksaan Visual Akhir dan Pembungkusan

Pemeriksa yang terlatih melakukan pemeriksaan terakhir menggunakan pembesaran dan pencahayaan berintensiti tinggi untuk memeriksa ciri-ciri penting:

• Kebersihan pad dan via (tiada bola solder atau sisa)
• Ketepatan tanda, kejelasan label, orientasi, dan kod semakan
• Kualiti tepi dan profil (tiada delaminasi, pecah atau kerosakan)

Pembungkusan:

• Beg anti-statik yang dipateri vakum melindungi daripada ESD dan kemasukan wap air
• Pembalut gelembung, busa, atau dulang khas mencegah kejutan fizikal semasa penghantaran
• Setiap lot dibungkus mengikut arahan pelanggan, termasuk pek pengering atau penunjuk kelembapan untuk pasaran berkualiti tinggi

Jadual: Piawaian Pengujian dan Kawalan Kualiti untuk PCB 4-Lapisan

Cara Mencipta Susunan 4-Lapisan dalam Altium Designer

Mengawal anda susunan PCB 4 lapisan adalah penting untuk mencapai keseimbangan yang tepat antara prestasi elektrik, kebolehdibuatannya, dan kos. Alat reka bentuk PCB moden seperti Altium Designer menyediakan antara muka yang intuitif dan berkuasa untuk menentukan—dan kemudian mengeksport—setiap butiran yang diperlukan oleh pengilang bagi pembuatan PCB berbilang lapisan yang berkualiti tinggi dan boleh dipercayai.

Langkah demi Langkah: Menentukan Susunan PCB 4 Lapisan Anda

1. Mulakan Projek Anda di Altium

• Buka Altium Designer dan cipta projek PCB baharu.
• Import atau lukis skematik anda, memastikan semua komponen, jejaring, dan kekangan telah ditentukan.

2. Akses Pengurus Susunan Lapisan

• Pergi ke Reka Bentuk → Pengurus Susunan Lapisan.
• Pengurus Susunan Lapisan membolehkan anda mengkonfigurasikan semua lapisan konduktif dan dielektrik, ketebalan, dan bahan.

3. Tambah Empat Lapisan Kuprum

• Secara lalai, anda akan melihat Lapisan Atas dan Lapisan Bawah.
• Tambah dua lapisan dalaman (biasanya bernama MidLayer1 dan MidLayer2) untuk binaan empat lapisan anda.

4. Takrifkan Fungsi Lapisan

Tetapkan tujuan biasa bagi setiap lapisan seperti berikut:

5. Konfigurasikan Ketebalan Dielektrik/Prepreg dan Teras

• Klik antara lapisan untuk menetapkan ketebalan dielektrik (prepreg, teras) menggunakan nilai yang ditentukan oleh pengilang .
• Ketebalan jumlah tipikal untuk PCB 4 lapisan: 1.6mm (tetapi boleh lebih nipis/memang lebih tebal mengikut keperluan).
• Masukkan nilai pemalar dielektrik (Dk) dan tangen kehilangan, terutamanya untuk rekabentuk rintangan terkawal.

6. Tetapkan Berat Kuprum

• Tentukan ketebalan kuprum bagi setiap lapisan: biasanya 1 oz/ft² (~35 μm) adalah piawai untuk lapisan isyarat; 2 OZ atau lebih untuk kuasa arus tinggi.
• Nilai-nilai ini mempengaruhi pengiraan lebar trek dan ketahanan mekanikal.

7. Dayakan Pengiraan Rintangan

• Gunakan perisian Kalkulator Impedans (atau pautan ke alat pengeluar anda) untuk mengira impedans pasangan tunggal dan berbeza berdasarkan kemasukan bahan, ketebalan, dan lebar/ruang anda.
• Sasaran tipikal: 50Ω tunggal , 90–100Ω berbeza .
• Laras ketebalan dielektrik, lebar trek, dan berat tembaga mengikut keperluan untuk mencapai sasaran ini.

8. Jana Lukisan Susunan Berlapis

• Eksport satu lukisan susunan berlapis (DXF, PDF, dll.) untuk nota pembuatan anda. Ini membantu mengelakkan ralat komunikasi dan mempercepatkan semakan DFM.

9. Sediakan dan Eksport Fail Gerber dan Fail Drill

• Tetapkan pengesahan susunan akhir untuk lakaran papan, turutan lapisan, dan anotasi anda.
• Eksport semua Fail Gerber, fail Drill, dan gambar rajah susunan lapisan dengan penamaan yang tepat (termasuk nama lapisan yang sepadan dengan pengurus susunan lapisan anda).

Kajian Kes: Mengoptimumkan Susunan Lapisan PCB 4-Lapisan untuk Isyarat Kelajuan Tinggi

Situasi: Sebuah syarikat permulaan telekomunikasi mereka bentuk sebuah penghala baharu menggunakan Altium Designer. Cabaran utama mereka adalah mengurangkan sambungan silang isyarat dan mengekalkan isyarat USB/Ethernet dalam had rintangan yang ketat.

Penyelesaian:

• Menggunakan Pengurus Susunan Lapisan Altium untuk mencipta [Isyarat | Bumi | Kuasa | Isyarat] dengan prepreg 0.2mm antara satah luaran dan dalaman.
• Tetapkan pemberat tembaga kepada 1 OZ untuk semua lapisan.
• Menggunakan kalkulator impedans Altium dan menyelaraskan bahan dengan pengilang mereka, melakukan lelaran pantas sehingga ukuran sepadan sasaran 50Ω dan 90Ω dalam lingkungan ±5% .
• Hasil: Pukal pertama lulus ujian EMC dan integriti kelajuan tinggi—mempercepatkan pensijilan dan menjimatkan masa pembangunan.

Mengapa Reka Bentuk Stackup dalam Altium Penting untuk PCB 4-Lapisan

• Mencegah Reka Semula yang Mahal: Perancangan awal stackup dengan input pengilang mengelakkan kelewatan dan memastikan peralihan lancar daripada prototaip kepada pengeluaran.
• Memudahkan Semakan DFM: Stackup yang didokumenkan dengan baik membantu mengesan ketidakpadanan DRC/DFM sebelum papan dibuat.
• Menyokong Ciri Lanjutan: Kawalan susunan yang tepat diperlukan untuk teknologi seperti via-dalam-pad, via buta/terkubur, dan pengekalan rintangan terkawal.

Amalan Terbaik untuk Susunan & Rekabentuk Papan Litar Bercetak 4-Layer

Yang mantap susunan PCB 4 lapisan hanyalah separuh daripada persamaan—prestasi sebenar, kebolehpercayaan, dan hasil datang daripada penerapan amalan terbaik yang sistematik dalam rekabentuk dan susunan. Apabila anda mengoptimumkan susunan, pengekalan, penyahkupelan, dan laluan haba dengan niat yang teliti, proses pembuatan papan litar bercetak empat-lapisan anda akan menghasilkan papan yang cemerlang dari segi integriti isyarat, kebolehmulaan elektromagnet (EMC), kebolehdibuat, dan ketahanan jangka hayat.

1. Pertimbangan Integriti Isyarat dan Kuasa

Laluan pulangan isyarat terkawal dan pengagihan kuasa yang bersih merupakan asas dalam rekabentuk papan litar bercetak berbilang lapisan. Berikut adalah cara untuk melakukannya dengan betul:

• Letakkan isyarat pada lapisan luar (L1, L4) dan peruntukkan lapisan dalaman (L2, L3) sebagai satah bumi (GND) dan kuasa (VCC) yang padu.
• Pernah jangan pecahkan satah dalaman dengan lubang atau alur besar—sebaliknya, kekalkan satah secara berterusan. Seperti yang dinyatakan dalam IPC-2221/2222 , diskontinuiti boleh menyebabkan rintangan terkawal menyimpang sebanyak 5–15%, yang mungkin mengakibatkan penurunan isyarat atau kegagalan berselang-seli.
• Laluan pulangan isyarat pendek: Isyarat berkelajuan tinggi dan kritikal terhadap hingar harus sentiasa 'melihat' satah rujukan padu secara langsung di bawahnya. Ini mengurangkan keluasan gelung dan menekan EMI terpancar.

Jadual: Penggunaan Susunan PCB 4-Lapisan Biasa

2. Penempatan Komponen dan Penyahikatan

• Kumpulkan IC berkelajuan tinggi berdekatan penyambung atau punca/beban untuk meminimumkan panjang trek dan bilangan via.
• Letakkan kapasitor penyahkupelan sedekat mungkin (digalakkan terus di atas vias ke satah kuasa) untuk memastikan VCC setempat yang stabil.
• Litar penting dahulu: Tentukan laluan isyarat frekuensi tinggi, jam, dan litar analog sensitif sebelum isyarat kurang kritikal.

Amalan terbaik: Gunakan teknik "fanout": alihkan isyarat keluar dari BGAs dan pakej berjarak halus menggunakan jejak pendek dan vias langsung—mengurangkan kesan silang dan kesan tunggul.

3. Pengaturcaraan untuk Rintangan Terkawal

• Lebar dan jarak jejarian: Kirakan dan tetapkan dalam peraturan rekabentuk untuk 50Ω satu hujung dan pasangan 90–100Ω berbeza menggunakan tetapan susunan lapisan yang betul (ketebalan dielektrik, Dk, berat tembaga).
• Minimumkan panjang tunggul: Elakkan peralihan tidak perlu antara lapisan, dan gunakan pengeboran balik untuk isyarat kritikal bagi mengalihkan bahagian via yang tidak digunakan.
• Transisi lapisan: Letakkan pasangan berbeza pada lapisan yang sama apabila mungkin, dan elakkan persimpangan yang tidak perlu.

4. Strategi Via dan Jahitan

• Gunakan jahitan via pada satah bumi padu —kelilingi isyarat kelajuan tinggi, rangkaian jam, dan zon RF dengan via bumi yang rapat (biasanya setiap 1–2 cm).
• Optimumkan saiz dan nisbah aspek via: IPC-6012 mencadangkan nisbah aspek (ketebalan papan kepada saiz lubang siap) secara umumnya tidak melebihi 8:1 untuk kebolehpercayaan tinggi.
• Via lubang belakang: Untuk kelajuan sangat tinggi, gunakan pengeboran belakang untuk mengalihkan batang via dan mengurangkan pantulan isyarat dengan lebih lanjut.

5. Pengurusan Termal dan Keseimbangan Tembaga

• Via terma: Letakkan tatasusunan via terma di bawah IC/LDO yang panas untuk menyambungkan haba ke satah bumi dan menyebarkannya.
• Tuangan kuprum: Gunakan pengagihan kuprum yang seimbang pada kedua-dua lapisan luar untuk mengelakkan lenturan/piuhan pada papan yang lebih besar atau berkuasa tinggi.
• Kawasan kuprum terkawal: Elakkan pulau kuprum yang tidak bersambung besar yang boleh mencipta gandingan voltan atau EMI.

6. Pemantapan EMI & Pencegahan Crosstalk

• Laluan arah isyarat ortogonal: Lalukan isyarat pada L1 dan L4 pada sudut tepat (contohnya, L1 bergerak timur-barat, L4 bergerak utara-selatan)—ini mengurangkan gandingan kapasitif dan crosstalk menerusi satah.
• Jauhkan isyarat kelajuan tinggi daripada tepi papan , dan elakkan berjalan selari dengan tepi, yang boleh memancarkan lebih banyak EMI.

7. Pengesahan dengan Simulasi dan Maklum Balas Pengilang

• Lakukan simulasi integriti isyarat sebelum susun atur dan selepas susun atur untuk rangkaian atau antara muka kritikal.
• Tinjau susunan lapisan dan kekangan pengecoran dengan pengilang PCB 4 lapisan pilihan anda —menggunakan pengalaman mereka untuk mengelakkan risiko kebolehsahtaan dan kebolehpercayaan pada peringkat awal proses.

Petikan daripada Ross Feng: “Di Viasion, kami mendapati amalan terbaik yang disiplin pada peringkat rekabentuk—satah padat, penggunaan via yang teratur, hubungan trek/satah yang teliti—menghasilkan PCB 4 lapisan yang lebih boleh dipercayai, EMI lebih rendah, dan kitaran penyahpepijat yang lebih pendek bagi pelanggan kami.”

Jadual Ringkasan: Perkara Perlu dan Tidak Perlu dalam Susun Atur PCB 4 Lapisan

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kos Papan Litar Bercetak 4-Lapisan

Kawalan kos adalah kekangan utama bagi setiap pengurus kejuruteraan, pereka, dan pakar perolehan yang bekerja dengan papan Litar Bercetak 4-Lapisan memahami pemboleh ubah yang mempengaruhi pengekodan pelbagai lapisan membolehkan keputusan yang bijak dan berkesan secara kos—tanpa mengorbankan kualiti isyarat, kebolehpercayaan, atau ciri produk.

1. Pemilihan Bahan

• Jenis Inti dan Pra-lapis:  
  • FR-4 Piawai: Paling berkesan dari segi kos, sesuai untuk kebanyakan aplikasi komersial dan industri.
  • Bahan TG-Tinggi, Rendah-Kehilangan, atau RF: Rogers, Teflon, dan substrat khusus lain adalah penting untuk rekabentuk frekuensi tinggi, kebolehpercayaan tinggi, atau kritikal haba, tetapi boleh menambah kos substrat sebanyak 2–4 kali ganda.
• Berat Tembaga:  
  • 1 oz (35µm) adalah norma; meningkatkan kepada 2 oz atau lebih untuk satah kuasa atau pengurusan haba akan menambah kos bahan dan pemprosesan.
• Permukaan Selesai:  
  • ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold): Kos lebih tinggi, tetapi diperlukan untuk picagari halus, kebolehpercayaan tinggi, atau pengikatan wayar.
  • OSP, HASL, Perak Celup/Tin Celup: Lebih berpatutan, tetapi mungkin mempunyai kompromi dari segi jangka hayat simpan atau rata permukaan.

2. Ketebalan dan Dimensi Papan

• Ketebalan piawai (1.6mm) ialah yang paling ekonomik, mengoptimumkan penggunaan panel dan meminimumkan langkah proses khas.
• Ketebalan tersuai, sangat nipis (<1.0mm) atau tebal (>2.5mm) papan memerlukan pengendalian khas dan mungkin menghadkan pilihan pengilang.

Jadual: Sampel Ketebalan Papan dan Kegunaan Biasa

3. Kerumitan Reka Bentuk

• Lebar trek/jengkah: <=4 mil meningkatkan kos disebabkan penolakan yang lebih tinggi dan hasil yang lebih perlahan.
• Saiz Via Minimum: Microvia, via buta/terkubur, atau via-dalam-pad menambah secara signifikan kepada usaha pembuatan.
• Bilangan Lapisan: PCB empat lapisan adalah "teras" pelbagai lapisan pasaran massa; penambahan lapisan (6, 8, 12, dll.) atau susunan tak piawai akan meningkatkan harga secara berkadar.

4. Panelisasi dan Penggunaan

• Panel besar (beberapa papan setiap panel) memaksimumkan kelulusan dan kecekapan bahan, mengekalkan kos per papan yang rendah.
• Papan berbentuk ganjil atau besar (memerlukan lebih banyak sisa atau perkakasan khusus) mengurangkan ketumpatan panel dan kecekapan kos.

5. Keperluan Pemprosesan Khas

• Impedans terkawal: Memerlukan kawalan yang lebih ketat terhadap lebar trek, jarak, dan ketebalan dielektrik—mungkin memerlukan langkah QA/pengujian tambahan.
• Jari Emas, Alur, Skor, Plating Tepi: Sebarang proses mekanikal atau pemukaan bukan piawai menambahkan NRE (kejuruteraan tidak berulang) dan kos per komponen.
• Laminasi Bersiri, Pengeboran Belakang: Penting untuk via buta/terbenam atau rekabentuk kelajuan tinggi, tetapi menambahkan langkah, masa, dan kerumitan.

6. Isipadu dan Masa Penghantaran

• Prototaip dan pengeluaran kecil: Biasanya $10–$50/papan, bergantung pada ciri-ciri, memandangkan kos persediaan dikongsi atas unit yang lebih sedikit.
• Isipadu sederhana hingga tinggi: Kos seunit menurun dengan mendadak—terutamanya jika rekabentuk anda dioptimumkan mengikut panel dan menggunakan spesifikasi utama.
• Pengeluaran pantas: Pembuatan/penghantaran dipercepat (secepat 24–48 jam) menambahkan caj premium—rancang awal di mana boleh.

7. Pengesahan dan Jaminan Kualiti

• UL, ISO9001, ISO13485, Pematuhan Alam Sekitar: Kemudahan dan dokumentasi bersijil lebih mahal tetapi diperlukan untuk projek automotif, perubatan, dan komersial yang ketat.

Jadual Perbandingan Kos: Contoh Sebut Harga PCB 4-Lapisan

Cara Mendapatkan Nilai Terbaik daripada Pembuatan PCB 4-Lapisan

• Sediakan susunan lengkap dan lukisan mekanikal sepenuhnya pada peringkat awal
• Beri respons segera terhadap maklum balas DFM, buat semula untuk kebolehsaizan pengeluaran
• Pilih pembekal yang telah terbukti dan bersijil dari Shenzhen atau global
• Optimumkan rekabentuk tatasusunan/panel untuk pengeluaran volum tinggi
• Bekerjasama dengan pembekal seperti Viasion Technology, yang menawarkan kejuruteraan kos dalaman dan pemeriksaan fail DFM percuma

Memilih Pembekal PCB 4-Lapisan yang Tepat

Keputusan mengenai di mana anda sudah mempunyai pCB 4-Lapisan dibuat boleh memberi kesan besar terhadap kos projek anda, prestasi elektrik, tempoh pengeluaran, dan kebolehpercayaan peranti jangka panjang. Walaupun pembuatan PCB empat lapisan merupakan proses yang matang, hanya sebahagian kecil pembekal sahaja yang secara konsisten memberikan ketepatan, kebolehulangan, dan dokumentasi yang diperlukan oleh pasaran seperti automotif, industri, perubatan, dan elektronik pengguna.

1. Penyeliaan dan Kepatuhannya

Cari pembuat yang memiliki sijil bagi:

• UL (Underwriters Laboratories): Memastikan pematuhan mudah terbakar dan ciri operasi yang selamat.
• ISO 9001 (Sistem Kualiti): Menunjukkan kawalan proses dan dokumentasi yang kukuh dari peringkat rekabentuk hingga penghantaran.
• ISO 13485 (Perubatan): Wajib untuk pemasangan dan peranti PCB gred perubatan.
• Persekitaran (RoHS, REACH): Menunjukkan kawalan ke atas bahan berbahaya dan pematuhan pasaran global.

2. Kemampuan Teknikal dan Pengalaman

Pengilang PCB 4 lapisan kelas atasan harus menawarkan:

• Kawalan Susunan Tepat: Mampu memberikan toleransi ketat pada ketebalan dielektrik, berat tembaga, dan geometri via.
• Teknologi Via Lanjutan: Via lubang tembus, via buta/terkubur, via-dalam-pad, dan pengeboran balik untuk kelajuan tinggi, kepadatan tinggi, dan susunan tersuai.
• Pembuatan Impedans Terkawal: Kupon ujian impedans di tapak, meja ujian sepadan, dan kepakaran dalam rekabentuk tunggal/berbeza.
• Panel Fleksibel: Penggunaan bahan yang cekap untuk pelbagai saiz dan bentuk papan, dengan perundingan dalaman untuk membantu merendahkan kos anda setiap papan.
• Perkhidmatan dari Awal hingga Akhir: Termasuk prototaip pusingan pantas, pengeluaran skala penuh, dan pilihan bernilai tambah seperti pemasangan berfungsi, salutan konformal, dan pembinaan kotak.

3. Komunikasi dan Sokongan

Sifat responsif dan sokongan teknikal yang jelas membezakan pembekal PCC yang baik:

• Ulasan awal DFM dan Stackup: Menanda secara proaktif masalah DFM atau impedansi sebelum pembuatan bermula.
• Pasukan Kejuruteraan berbahasa Inggeris: Bagi pelanggan antarabangsa, memastikan tiada apa yang hilang dalam terjemahan.
• Online Quote dan Pengesanan: Alat penawaran masa nyata dan penjejakan status pesanan meningkatkan ketelusan dan ketepatan perancangan projek.

4. Perkhidmatan Nilai Tambah

• Bantuan Reka Bentuk dan Layout PCB: Sesetengah pembekal boleh mengkaji semula atau merancang bersama susun atur untuk kebolehhasilannya yang optimum atau integriti isyarat.
• Sumber komponen dan pemasangan: Perhimpunan kunci tangan secara drastik memampatkan masa dan logistik untuk prototaip atau run percubaan.
• Prototaip hingga Pengeluaran Pukal: Pilih sebuah kedai yang boleh diperbesar mengikut jumlah keluaran anda, menawarkan kawalan proses yang konsisten dari papan pertama hingga unit ke sejuta.

5. Lokasi dan Logistik

• Wilayah Shenzhen/Guangdong: Pusat global untuk pembuatan PCB berbilang lapisan berkualiti tinggi dan cepat, dengan rantaian bekalan yang matang, stok bahan yang banyak, dan infrastruktur eksport yang kukuh.
• Pilihan Barat: Amerika Utara atau Eropah menawarkan fabrikasi bersijil UL/ISO dengan kos buruh yang lebih tinggi—paling sesuai untuk jumlah keluaran rendah hingga sederhana yang memerlukan masa penghantaran pendek atau pematuhan peraturan khusus.

Cara Menilai Pembekal PCB 4-Lapisan Anda

Aplikasi Papan Litar Bercetak 4-Lapisan dalam Elektronik Moden

Kebolehmaharajadian, kebolehpercayaan, dan faedah prestasi papan Litar Bercetak 4-Lapisan telah menjadikannya pilihan utama bagi pelbagai aplikasi elektronik moden. Gabungan optimum integriti isyarat, pengurangan EMI, ketumpatan pengecaman, dan penghantaran kuasa menjadikan papan litar bercetak empat lapisan sebagai teknologi asas dalam hampir setiap segmen pasaran di mana kerumitan, saiz, atau prestasi elektrik adalah penting.

1. Elektronik Pengguna

• Perkakas Pakai dan Peranti Pintar Alat penjejak kesihatan kompak, jam tangan pintar, dan pemantau kesihatan mudah alih bergantung pada susunan papan litar bercetak empat lapisan untuk memuatkan mikropemproses maju, radio tanpa wayar, dan tatasusunan sensor dalam faktor bentuk yang sangat kecil.
• Ruter dan Titik Akses Peranti rangkaian berkelajuan tinggi menggunakan proses pembuatan papan litar bercetak 4-lapisan untuk rintangan terkawal yang tepat, memastikan kualiti isyarat bagi antara muka USB 3.x, Wi-Fi, dan Ethernet.
• Konsol Permainan dan Pusat Rumah Papan utama PC padat, pengawal, dan peranti data berkelajuan tinggi mendapat manfaat daripada susunan pelbagai lapisan untuk mengurangkan hingar, memperbaiki pengurusan haba, dan menyokong CPU serta grafik diskret yang canggih.

2. Elektronik Automotif

• Unit kawalan elektronik (ecus) Kenderaan moden menggunakan puluhan ECU, yang semuanya memerlukan papan litar bercetak (PCB) berbilang lapisan yang kukuh dan kebal terhadap gangguan elektromagnet (EMI) untuk mengawal sistem kuasa, beg udara, brek, dan hiburan dalam kenderaan.
• Sistem bantuan pemandu maju (adas) reka bentuk PCB 4-lapisan menjadi asas antara muka radar, LIDAR, dan kamera berkelajuan tinggi di mana penghantaran isyarat yang konsisten dan prestasi haba adalah kritikal.
• Pengurusan Bateri dan Kawalan Kuasa Dalam kenderaan elektrik (EV) dan hibrid, susunan 4-lapisan mengendalikan pengagihan arus tinggi, pengasingan kesalahan, dan komunikasi yang boleh dipercayai antara modul bateri.

3. Perindustrian & Penjadualan

• Getway dan Modul Komunikasi Rangkaian kawalan industri (Ethernet, Profibus, Modbus) menggunakan papan litar bercetak 4-lapisan untuk antara muka yang tahan lasak dan bekalan kuasa yang boleh dipercayai.
• Pengawal PLC dan Robot Susunan padat, reka bentuk isyarat bercampur, dan pengasingan kuasa dicapai secara efisien dengan susunan berbilang lapisan, meningkatkan masa operasi mesin dan mengurangkan hingar.
• Alatan Ujian & Pengukuran Litar analog tepat dan litar digital kelajuan tinggi memerlukan pengekalan rintangan terkawal, pengurangan sambungan silang, dan kejuruteraan PDN yang teliti—semuanya merupakan kekuatan papan litar bercetak (PCB) empat lapisan.

4. Peranti Perubatan

• Diagnostik dan Pemantau Mudah Alih Daripada oksimeter nadi hingga ECG mudah alih, pembuatan PCB 4 lapisan menyokong pengecilan saiz, reka bentuk isyarat bercampur, dan operasi yang boleh dipercayai dalam produk penjagaan kesihatan kritikal-keselematan.
• Alat Implan dan Alat Pakai Badan Keserasian biologi yang ketat, kebolehpercayaan, dan EMI rendah dimungkinkan melalui susunan lapisan yang direka dengan baik, bersertifikat mengikut ISO13485 dan IPC-A-610 Kelas 3.

5. IoT, Telekomunikasi, dan Infrastruktur Data

• Geteway, Sensor, dan Peranti Tepi Produk IoT berkuasa rendah tetapi berketumpatan tinggi mencapai kebolehpercayaan dan prestasi melalui susunan berbilang lapisan moden, yang kerap mengintegrasikan komunikasi tanpa wayar, isyarat analog, dan digital kelajuan tinggi dalam satu papan padat tunggal.
• Papan Lantai dan Modul Kelajuan Tinggi Ruter, suis, dan pelayan bergantung pada papan 4 lapisan dan lebih kompleks untuk isyarat laju yang kebal terhadap hingar serta seni bina rel kuasa yang kukuh.

Jadual: Contoh Aplikasi dan Kelebihan Susunan Lapisan

Soalan Lazim (FAQ)

1. Bagaimanakah PCB 4 lapisan memperbaiki prestasi EMI?

A pCB 4-Lapisan membolehkan satah tanah padu terletak betul-betul di bawah lapisan isyarat, mencipta laluan pulang yang sangat berkesan untuk arus kelajuan tinggi. Ini meminimumkan kawasan gelung, mengurangkan pelepasan EMI secara mendadak, dan melindungi isyarat sensitif daripada gangguan. Berbeza dengan papan 2 lapisan, satah dalaman dalam susunan empat lapisan menyerap dan mengalihkan bunyi radiasi, membantu peranti lulus pematuhan EMC pada percubaan pertama.

2. Bilakah saya perlu mengemaskinikan dari papan litar bercetak (PCB) 2 lapisan kepada 4 lapisan?

Naik taraf kepada pCB 4-Lapisan jika:

• Anda perlu menjalankan bas digital berkelajuan tinggi (USB, HDMI, PCIe, DDR, dll).
• Reka bentuk anda gagal mematuhi keperluan EMI pancaran/dukuhan.
• Anda menghadapi kesukaran memuatkan komponen moden yang padat tanpa vias berlebihan atau pengekalan pengaturcaraan 'sarang tikus'.
• Pengagihan kuasa yang stabil dan ground-bounce yang rendah adalah penting.

3. Ketebalan tembaga berapakah yang perlu saya tentukan untuk PCB 4 lapisan saya?

• 1 oz (35µm) setiap lapisan adalah piawaian—memadai untuk kebanyakan reka bentuk digital dan campuran isyarat.
• 2 oz atau lebih dicadangkan untuk laluan arus tinggi atau keperluan terma yang mencabar (contohnya, bekalan kuasa, pemandu LED).
• Sentiasa nyatakan berat tembaga untuk lapisan isyarat dan lapisan satah secara berasingan dalam susunan lapisan anda.

4. Adakah papan PCB 4 lapisan menyokong rintangan terkawal untuk isyarat kelajuan tinggi?

Ya! Dengan rekabentuk susunan lapisan yang betul dan kawalan ketat terhadap ketebalan dielektrik, papan PCB 4 lapisan sangat sesuai untuk 50Ω tunggal dan pasangan beza 90–100Ω . Pengilang papan moden akan menghasilkan kupon ujian untuk mengukur dan mensahkan rintangan dalam julat ±10% (mengikut IPC-2141A).

5. Apakah faktor utama yang mempengaruhi kos pengeluaran PCB 4 lapisan?

• Jenis bahan teras/prepreg (FR-4 berbanding frekuensi tinggi, suhu tinggi (high-TG), dll)
• Saiz papan, kuantiti keseluruhan, dan kegunaan panel
• Bilangan lapisan dan ketebalan tembaga
• Jejarian/ruang minimum dan diameter via
• Kemasan permukaan (ENIG, HASL, OSP, perak/timah pencelupan)
• Sijil (UL, ISO, RoHS, Automotif/Perubatan)

Kesimpulan & Perkara Utama

Menguasai proses pembuatan PCB 4 lapisan —daripada reka bentuk susunan berhati-hati hingga fabrikasi teliti dan pengujian menyeluruh—membolehkan penciptaan elektronik moden dengan keyakinan, ketepatan, dan kelajuan. Papan litar bercetak empat lapisan kekal sebagai 'titik optimum' dalam menyeimbangkan kerumitan, prestasi elektrik, dan kos terpasang keseluruhan, memberikan keputusan kukuh untuk pelbagai perkara daripada peranti pengguna padat hingga ECU kenderaan dan diagnostik perubatan.

Ringkasan: Apakah yang Membuat Papan Litar Bercetak Empat Lapisan Penting?

• Integriti Isyarat & Penekanan EMI: Satah tanah dan kuasa dalaman yang berasingan dalam susunan papan litar bercetak empat lapisan memastikan rujukan isyarat yang ketat, mengurangkan sambungan silang, dan memenuhi piawaian EMC moden yang mencabar hari ini.
• Kepadatan Pengudian yang Lebih Tinggi: Dua kali ganda lapisan tembaga berbanding papan litar bercetak dua lapisan meningkatkan pilihan komponen secara signifikan dan menjadikan produk yang lebih padat dan kecil menjadi kenyataan tanpa masalah pengudian.
• Pengagihan Kuasa yang Boleh Dipercayai: Pesawat khusus memastikan penghantaran ke setiap komponen dengan rintangan dan induktans rendah—membolehkan landasan kuasa yang stabil serta menyokong pemproses prestasi tinggi atau litar analog.
• Kerumitan Berkesan Kos: pembuatan dan pemasangan papan 4-lapis kini sudah matang, mampu milik, dan tersedia secara global—membolehkan pengeluaran pantas dan boleh diskalakan sama ada anda memerlukan lima papan PCB atau lima puluh ribu.

Peraturan Emas untuk Keunggulan PCB Empat Lapis

Sentiasa tentukan susunan lapisan dan keperluan impedans anda pada peringkat awal. Perancangan awal (dengan kerjasama pengilang) mengelakkan kejutan kemudian dan memastikan laluan bersiri kelajuan tinggi atau analog berfungsi seperti direka.

Lindungi pesawat dan kekalkan laluan pulangan yang kukuh. Elakkan alur/potongan yang tidak perlu pada pesawat bumi/kuasa. Ikuti amalan terbaik IPC-2221/2222 untuk pesawat yang tidak terganggu dan jarak minimum yang betul.

Gunakan alat CAD PCB profesional. Gunakan Altium, Eagle, KiCad, atau suite pilihan anda, dan sentiasa semak dua kali eksport Gerber/gerudi untuk kejelasan dan kelengkapan.

Permintaan dan pengesahan kawalan kualiti. Pilih pembekal yang mempunyai AOI, ujian litar dalaman dan rintangan, serta pensijilan ISO/UL/IPC. Minta sampel keratan rentas atau kupon rintangan untuk rekabentuk berkebolehpercayaan tinggi.

Optimumkan untuk panel dan proses. Bekerjasama dengan pengilang anda untuk menyesuaikan susun atur mengikut saiz panel dan proses keutamaan mereka—ini biasanya mengurangkan harga anda sebanyak 10–30% tanpa sebarang kompromi prestasi.