Који су кључни кораци у производњи 4 слоја ПЦБ-а?

Увод

У данашњем свету високог густине електронике, потражња за поузданим, компактним и електрично јаким плочама за колаче и даље расте. Четворослојни ПЦБ, понекад се назива четворослојни штампани плоча, постао је једно од најшироко усвојених решења за апликације које се крећу од потрошачких уређаја ИОТ до индустријских система за контролу и аутомобилске електронике.

Иако би двослојни ПЦБ-ови могли бити довољни за једноставне кола, технолошки трендови као што су веће брзине часописа, дизајн мешаних сигнала и компактни отпечатак уређаја захтевају побољшани интегритет сигнала, мање електромагнетне интерференције (ЕМИ) и бољу дистрибуцију

Овај свеобухватни водич од КингфилдВашег поузданог произвођача ПЦБ-а у Шенжену и UL, ISO9001, ISO13485 сертификованог добављачапопут ће вас проћи кроз:

• Конструкција и функција четири слоја ПЦБ-а.
• Детаљни, корак по корак производњи ПЦБ-а са четири слоја.
• Концепти спајања, ецирање унутрашњих слојева и праксе ламинације.
• Најбоље праксе за дизајн (сигнал, снага и распоред наземне равнице, контролисана импеданца, путем управљања) и монтажа доле.
• Технологије које стоје иза бушења (ЦНЦ), путем платина и електроплатина, избора и зачепљења заплетачке маске и завршних делова површине као што су ЕНИГ, ОСП и ХАСЛ.
• Кључни стандарди КЦ и тестирања као што су АОИ и тестирање у кола (ИКТ).
• Како се припрема материјала, процесни проток и оптимизација стека за квалитет, економичност и перформансе.

Шта је 4 слоја ПЦБ-а?

А пЦБ са четири слоја (четири слојева печатени коло) је врста вишеслојних ПЦБ-ова који садрже четири слоја бакраних проводника, одвојених слојевима изолационог диелектричног материјала. Основна идеја иза 4-слојног ПЦБ стекапа је да дизајнерима обезбеди више слободе и поузданости за рутирање сложених кола, постизање контролисане импеданце, управљање дистрибуцијом енергије и минимизација ЕМИ у поређењу са традиционалним 2-слојним ПЦБ-има.

Изградња и типично слојско уграђивање

Традиционални 4-слојни ПЦБ се производи ламинирањем наизменичних слојева бакра и диелектра (познатих и као препрег и језгро) како би се постигла крута, равна структура. Слојеви обично представљају следеће функције:

This arrangement (Signal | Ground | Power | Signal) is the industry standard and provides several engineering benefits:

• Сигнали на спољашњости олакшати монтажу и решавање проблема.
• Тврда површина земље под брзим траговима смањује ЕМИ и прекоречни говор.
• Специјално равна сила резултира снажним испоруком енергије и оптималним заобилажењем.

четворослојни ПЦБ у поређењу са другим типовима ПЦБ-а

Поставимо у поређење кључне атрибуте међу типичним конфигурацијама ПЦБ:

Главне предности четирислојних ПЦБ-а

1. у вези са Побољшана интегритета сигнала

Четворослојни дизајн ПЦБ-а нуди строго контролисану импеданцу трага и кратку путу повратка сигнала са малом индуктанцијом захваљујући унутрашњим референтним равнима. Ово је посебно важно за брзе или РФ сигнале, као што су оне у USB 3.x, HDMI или бежичној комуникацији. Употреба континуиране површине директно испод слојева сигнала значајно смањује буку, прелаз и ризик од искривљења сигнала.

2. Уколико је потребно. Смањење ЕМИ

ЕМИ је главна брига у модерној електроници. Дизајн вишеслојног спајањаукључујући блиско блиско површине земљиште и моторе делује као природни штит против спољне буке и спречава зрачење из сопствених брзих кола на плочи. Проектанти могу прецизно подесити размацкање равни (препрег/дебљину језгра) за најбоље ЕМЦ резултате.

3. Уколико је потребно. Превиша дистрибуција снаге

Унутрашња снага и површина земље формирају природну мрежу за дистрибуцију енергије (ПДН) и пружају велику површину за одвајање кондензатора, смањујући пад напона и буку на напану. Они помажу да се уравнотеже струје тешке оптерећења и спрече гореће тачке које могу оштетити осетљиве компоненте.

4. Уколико је потребно. Повећана густина рутинга

Са два додатна слоја бакра доступна, дизајнери кола имају много више простора за рутирање трагова, смањујући зависност од виаса, смањујући величине плоча и омогућавајући руковођење сложенијим уређајима (као што су ЛСИ, ФПГА, ЦПУ и ДДР меморије).

5. Појам Практичан за мање уређаје

4-слојни ПЦБ стекопи су идеални за компактну или преносливу електронику, укључујући и сензоре ИОТ, медицинске инструменте и аутомобилске модуле, где су чврстији распореди витални за форм фактор производа.

6. Уколико је потребно. Боља механичка чврстоћа

Структурна крутост коју пружа вишеслојна ламинација осигурава да ПЦБ може издржати стрес монтажа, вибрације и нагиб који се доживљавају у суровим окружењима.

Типични сценарија употребе ПЦБ са четири слоја

• Рутери, домаће аутоматизације и РФ модули (бољи ЕМЦ и перформансе сигнала)
• Индустријски контролери и аутомобилске ЕЦУ (упорност и поузданост)
• Медицински уређаји (компактен отпечатак, сигнали осетљиви на буку)
• Смарт часовници и носиви (високе густине, мали фактор облика)

Кључни кораци у процесу производње ПЦБ са четири слоја

Разумевање производња четирислојног ПЦБ-а, корак по корак је од кључне важности за све који су укључени у дизајн ПЦБ, набавку или осигурање квалитета. У својој суштини, производња четворослојних ПЦБ-а је прецизан, вишестепени процес који трансформише сирове ламинатне слојеве, препрег и електронске дизајнерске датотеке у чврсте, компактне, спремне за монтажу вишеслојне ПЦБ-е.

Преглед: Како се производе кључни кораци у производњи четирислојних ПЦБ-а?

Испод је процесни ток високог нивоа за производњу ПЦБ са четири слоја, који може служити као мапа за новопристиглице и ветеране индустрије:

• Дизајн ПЦБ-а и планирање спајања
• Припрема материјала (препрег, избор језгра, бакарне фолије)
• Унутрашњи слој сликања и еццинг
• Поређење слојева и ламинација
• Бушење (ЦНЦ) и бушење рупа
• Преко плакирања и електроплакирања
• Понашање образаца на спољном слоју (фоторезист, ецкинг)
• Примена и загревање маске за лемљење
• Употреба површинске завршке (ЕНИГ, ОСП, ХАСЛ, итд.)
• Печат на свиле
• ПЦБ профилирање (рутинг, резање)
• Сглобање, чишћење и тестирање (АОИ/ИКТ)
• Коначна контрола квалитета, паковање и испорука

Следећи водич корак по корак улази у свако подручје, детаљно разматрајући најбоље праксе, терминологију и јединствене карактеристике процес производње ПЦБ са четири слоја .

Корак 1: Разматрања дизајна

Путовање четворослојног ПЦБ-а почиње када инжењерски тим дефинише захтеве кола, који се преведу у детаљне дизајнерске датотеке, укључујући дефиницију стакла, распоред слојева и излаз производње.

Кључни елементи пројектовања четири слоја ПЦБ-а:

• Избор слоја за спаливање слојева: Common options like Signal | Ground | Power | Signal or Signal | Power | Ground | Signal. The choice here directly impacts electrical performance and manufacturability.
• Избор материјала:  
  • Основа: Обично ФР-4, иако би високофреквентни, високонадани дизајни могли користити Роџерсе, метално-језгро или керамичке субстрате.
  • Препрег: Ова смола подкрепљена стакленим влакном је од кључног значаја за диелектричну изолацију и механичку чврстоћу.
  • Медна тежина: 1 унца је стандардна; 2 унце + за енергетске авионе или специјалне топлотне послове.
• Контролисано планирање импеданце: За пројекте који носе брзи или диференцијални сигнали (УСБ, ХДМИ, Етернет), захтеви за контролисану импедансу морају се прецизирати у складу са IPC-2141А смерницама.
• Преко технологије:  
  • Отвори који пролазе кроз цео материјал су стандардни за већину четири слојних ПЦБ-ова.
  • Заплетени/закапани пролази, бушење на задњем делу и пуњење смолом су прилагођене опције за плоче високе густине или високе фреквенције; могу захтевати секвенцијално ламинацију.
• ПЦБ алати за дизајн: Већина пројеката са четири слоја PCB почиње са професионалним ЦАД алатима:
  • Алтиум Дизајнер
  • KiCad
  • Аутодеск Ајгл Ове платформе генеришу Гербер фајлове и бушилице стандардне дигиталне цртане нацрта послате произвођачу.
• Процена за производњу (ДФМ) Преглед: Проведене су проверке ДФМ-а како би се осигурало да су сви елементи производљивипроверујући трагове/очишћење, преко односа страна, ширине прстена, маске за лемљење, шелкскрина и још много тога. Ранне повратне информације о ДФМ-у спречавају скупе редизајне или кашњења у производњи.

Пример табеле: Типичне опције за постављање ПЦБ са четири слоја

Следећи корак

Следећа фаза у процес производње ПЦБ са четири слоја је Припрема материјала укључујући избор језгра, управљање препрег и чишћење ламината.

Корак 2: Припрема материјала

Избор језгра и руковање ламинатним слојевима са бакарним покривцима

Сваки висококвалитетни четворослојни ПЦБ почиње пажљивим избором и припремом основних материјала. Типични четворослојни ПЦБ користи ламинати прекривени бакром изолационе плоче ламиниране са обе стране бакарном фолијом као унутрашњи скелет ПЦБ-а.

Типови материјала укључују:

• ФР-4 : Сасвим најчешћа језгра, која нуди уравнотежен однос трошкова и перформанси за већину апликација.
• Високи ТГ ФР-4 : Користи се за плоче које захтевају већу температурну отпорност.
• Роџерс, тефлон и ламинирани материјал са високом фреквенцијом : Спецификована за РФ и микроталасне ПЦБ где су ниски губици и стабилна диелектрична својства критични.
• Метални језгрови (алуминијум, бакар) : За енергетску електронику или високе топлотне захтеве.
• Керамика и ЦЕМ : Користи се у ниши, високо-производних апликација.

Чињеница: Већина вишеслојних ПЦБ у потрошачкој, медицинској и индустријској електроници користи стандард ФР-4 јадра са 1 унца бакра као почетна тачка, оптимизација за трошкове, производњу и електричну поузданост.

Резање ламината на величину панела

Линије за производњу ПЦБ-а обрађују плоче у велике панеле, које се подели у појединачне ПЦБ-е након обраде кола и монтаже. Прецизно сечење ламината и препрег листа покривљених баком осигурава јединство, максимизује принос материјала и усклађује се са праксама панелизације за најбољу ефикасност трошкова.

Употреба препрег у слојном стаклању

Препрег (преимпрегнирана композитна влакана) је у суштини лист од стаклене влакна импрегниран делимично зачињеном епоксидном смолом. Током ламинације, препрегс се уграђује између слојева бакра и језгра, чиме се делује као диелектрик (обезбеђује потребну изолацију) и као лепило (плави и везује слојеве када се загреје).

Кључни технички тренуци:

• Компатибилност диелектричне дебљине: Препрег и дебљина језгра су прилагођени да би се достигла циљна дебљина плоча, на пример, 1,6 мм за стандардне 4-слојне ПЦБ-а.
• Диелектрична константа (Dk): Модерне апликације (посебно РФ / високобрза дигитална) требају добро карактеризоване препреге; вредности Дк директно утичу на импедансу трагова.
• Отпорност на влагу: Висококвалитетни препрег минимизира апсорпцију воде, што иначе може утицати на електрична својства и поузданост.

Пречишћење бакарне површине

Важан али често занемарен корак у производњи четири слоја ПЦБ-а је пре-чишћење бакарних површина на материјалима за језгро и фолију:

• Пружање и микроецхинг: Материјали се подвргну механичком четкању, а затим се потопају у благу киселину или хемијски микроецчант. То уклања оксиде, смоле и микрочестице са површине, што излаже нескршен бакар за касније снимање.
• Сушење: Ако се у горину задржава влага, то може ослабити прилепљење или довести до деламинирања, па се плоче пажљиво суше.

Тражељивост и контрола материјала

У овом тренутку, професионални Произвођачи ПЦБ-а доделите бројеве партија свакој панели и партији материјала. Тражељивост је од суштинског значаја за испуњавање стандарда квалитета (ISO9001, UL, ISO13485) и за праћење проблема у ретким случајевима када се проблеми појаве након испоруке.

Табела: Типични материјали и спецификације за стандардну четворослојну ПЦБ

Правилна припрема материјала формира кичму поузданог 4-слојног ПЦБ-а. Затим прелазимо на критичну техничку фазу: Унутрашњи слој снимања и еццинг.

Корак 3: Сликање и резирање унутрашњег слоја

Внутрешњи слој кола четири слоја ПЦБобично површина и силова, или додатни слојеви сигнала у специјализованим стак-апу формирају електричну кичму за све рутинге сигнала и дистрибуцију енергије. Овај корак је када се ваш дигитални дизајн ПЦБ-а физички реализује са прецизношћу до милиметра на стварном баку.

1. Чишћење: припрема површине

Пре снимања, пред-чишћена бакарна језгра (припремљена у претходном кораку) подлежу завршној праћи и микроеццх процесу. Овај хемијски микроецх уклања све последње трагове оксидације, повећава грубост површине на микроскопском нивоу и осигурава оптималну адхезију за фоторезист. Било који контаминатори који остану иза себе, чак и мали, могу изазвати недовољан гравирање, отварање/скрићење или лошу резолуцију штампе.

2. Апликација фоторезиста

Чишћена бакарна језгра се затим премажу фотоорезиста светлоосетљив полимерски филм који директно омогућава тачну дефиницију кола. Апликација се обично врши путем процес ламинирања сувом филмом , где се фоторезистенс чврсто прилепљује баку под загрејеним ваљцима.

• Типови:  
  • Негативни фоторезистент је индустријски стандард за вишеслојне плоче; изложене области се крећу и остају након развоја.
  • Течни фоторезистенти може се користити у неким процесима за финије контроле, иако сув филм преовладава за већину производње четворослојних ПЦБ-а.

3. Изложеност (УВ снимање / фото алати)

Затим, припремљено језгро пролази кроз аутоматска УВ машина за снимање , где ласер високе резолуције или фотомаска генерисана ЦАД-ом изједначава обрасце кола преко бакарне панеле. Ултраљубичасто светло просветљава прозрачне делове маске:

• Где је маска прозрачна : Фоторезист је изложен и постаје полимеризован (оштргнут).
• Где је маска непрозорна : Фоторезистент остаје мек и неекспониран.

4. Развој (противоставање неекспозицији прања)

Панел се развија и потопа у благи водени раствор (развијач). Неекспонирани, меки фоторезистент се оправа, откривајући бакар испод. Само је образац кола остао (сада тврд, откривени отпор), који се прецизно уклапа са дизајном који је обезбеђен у Герберским фајловима.

5. Ецинг (одлазак бакра)

ПЦБ сада пролази унутрашњи слој резања контролисани процес киселог ечања, обично користећи раствор амонијака или железног хлорида:

• Ецх уклоњује нежељен бакар од подручја која нису заштићена тврдим фоторезистивом.
• Остали су трагови кола, плочице, авиони и друге конструкције од бакра.

6. Опротиви се обривању

Када се открију жељени обрасци бакра, оштрени фоторезист који штити ове области сада се уклања користећи посебан хемијски раствор. Остали су голи, сјајни трагови бакра, који се тачно подударају са уметничким радовима унутрашњег слоја.

Контрола квалитета: Аутоматизована оптичка инспекција (АОИ)

Сваки унутрашњи слој је строго прегледана за дефекте користећи Automatizovana optička inspekcija (AOI) - Да ли је то истина? Камере високе резолуције скенирају за:

• Отворено кола (поломи)
• Недо/прекоресанје карактеристике
• Шортс између трагова или падова
• Грешеви у усклађивању или регистрацији

Зашто је ецирање унутрашњег слоја критично за ПЦБ са четири слоја

• Integritet signala: Чисте, добро резене унутрашње равнице обезбеђују доследну референцу за мреже велике брзине, спречавајући буку и ЕМИ.
• Raspodela snage: Шири плодови снаге минимизују пад напона и распад снаге.
• Продолживност лета: Одржавање широких, непрекидних равнина је у складу са ИПЦ-2221/2222 и смањује одступање импеданце.

"Прецизност ове фазе одређује перформансе ваше плоче. Једини кратки или отворен у унутрашњем напајању или земљишту слоја резултира потпуним неуспехом након ламинацијенемогућним за поправку. Зато водећи произвођачи ПЦБ-а имају приоритет контроле сликања и инлине АОИ-а. "  — kINGFIELD

Корак 4: Поређење слојева и ламинирање

Исправно уравњавање и ламинација су од суштинског значаја у производњи четири слоја ПЦБ-а. Овај процес физички везује претходно обрађене слојеве бакра (сада држе траге и плочи унутрашњег кола) са препрег листом и спољним бакарним фолијама, стварајући завршену четворослојну стакупу.

А. Припрема спала: Уређивање поставке

Производња линија сада монтира унутрашњу структуру, користећи:

• Унутрашњи слој језгра: Завршени (изгравирани, очишћени) унутрашњи језграобично слојеви земљене и енергетске равни.
• Препрег: Убрзано измерена диелектрична (изолацијска) слоја постављена између бакарних језгра и спољних бакарних фолија.
• Заједнички бакарни фолије: Листови који ће постати горњи и доњи слојеви за рутинг након снимања кола.

Б. Пиннинг и регистрација (изређивање слојева)

Усаглашавање није само механички захтев, већ је од кључне важности за:

• Одржавање регистрације од плоче до траке, тако да бушење рупа касније неће пропустити, клипирати или кратак до суседних објеката.
• Држење референтних равница директно испод критичних путева сигнала како би се одржао интегритет сигнала и контролисана импеданца.

Како се постиже усклађивање:

• Пиннинг: Прецизни челични пинови и регистрационе рупе пробојене су кроз сендвич стак како би се све панеле држале у апсолутном поравнању током изградње.
• Оптичка регистрација: Напредне продавнице ПЦБ користе аутоматизоване оптичке системе за верификацију и побољшање регистрације слоја у слој, често постижући толеранцију од ± 25 мкм (микрон).

Ц. Ламинација: Фузија топлотом и притиском

Склађени и запљене лајуп је затим учињен у топла штампа ламинатор:

• Вакуумска фаза: Уклоњује ухваћен ваздух и летели остаци, спречавајући деламинирање или празнине.
• Топла и притисак: Препрег се омекшава и тече под температурама од 170200°C (338392°F) и притисцима од 1,52 МПа.
• Учвршћавање: Омекчена смола у препрегу испуњава микровоиде и повезује слојеве, а затим се оштри (полимеризује) док се хлади.

Резултат је само чврста, везана плоча са четири различита, електрично изолована слоја бакра, савршено ламинирана и постављена за даљу обраду.

Контрола квалитета: инспекција и испитивање након ламинације

Након ламинације, панел се хлади и чисти. Од суштинске важности КК провере су:

• Дебљине и мерења варпа: Уверава да је плоча равна и да испуњава одређене толеранције (обично ± 0,1 mm).
• Деструктивна анализа поперечног пресека: Узоришне плоче се режу и анализирају под микроскопом како би се проверило:
  • Изолација између слојева (без деламинације, празнина или нестајања смоле).
  • Регистрација слоја (тачност слоја до слоја).
  • Квалитет везивања на интерфејсима препрег-кор.
• Визуелна инспекција: Проверите деламинирање, деформацију и контаминацију површине.

Стандарди ИПЦ и најбоље праксе

• ИПЦ-6012: Указује захтеве за перформансе и инспекције за круте ПЦБ, укључујући вишеслојни равнање и квалитет ламинације.
• ИПЦ-2221/2222: Препоручује континуиране летелице, минималне слотове и строге толеранције за регистрацију за снажне перформансе.
• Материјали: Употребити индустријски квалитетне препрег, језгро и бакарпожељно са траживим бројевима партија за контролу квалитета и регулаторно извештавање.

Сумјерна табела: Предности прецизног ламинирања у ПЦБ-овима са четири слоја

Корак 5: Бушење и наплавање

У фаза бушења и пласирања у производњи четири слоја ПЦБ-а, физичка и електрична повезаност плоче заиста постаје жива. Прецизно формирање и чврсто електропластирање баком су од суштинског значаја за поуздани пренос сигнала и снаге у вишеслојним стакупима.

А. ЦНЦ бушење пролаза и рупа за компоненте

Модерна производња 4 слоја ПЦБ-а користи рачунарски контролисане (ЦНЦ) бушилице за стварање стотина или чак хиљада рупа по панелудобивање прецизности, брзине и понављања који су критични за напредне апликације.

Типови рупа у ПЦБ-у са четири слоја:

• Пролазни пролазници: Проширите се до краја од горњег слоја до дна, повезујући све бакарне плочице и слојеве. Ови формирају кичму и за сигнале и заземне међусобно повезивање.
• Очије компоненти: "Подвични уређаји" који се користе за "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "у
• Неопходно:  
  • Слепи прозорци: Повезивање спољног слоја са једним (али не и са оба) унутрашње слоја; мање је уобичајено у 4 слоја плоча због трошкова.
  • Загребљени виаси: Повезивање само унутрашњих слојева; користи се у пројектима високе густине или крути-флексибилни хибридни ПЦБ.

Главни аспекти процеса бушења:

• Подношење панела: Многе панеле се могу истовремено бушити како би се оптимизовала протокност, свака подржана фенолоном улазном/излазном плочицом како би се спречило бурање или бушење.
• Избор бита: "Снажни" уграђени у "комплектне" уређаје који се користе за "уградњу" или "уградњу" "комплекту". Одржавање бита је пажљиво праћено и замењено у строгим интервалима за високу конзистенцију.
• Толеранција положаја рупе: "Предност" за "улазак" у "неоптерећеност" је већа од 1 kPa.

Б. Очишћење и оскрићење

Када се бушење заврши, механичка обрада оставља грубе ивице (буре) и епоксидне мрље на зиду, посебно тамо где су стаклени влакна и смола изложени. Ако се не третирају, они могу блокирати наплавање или изазвати проблеме са поузданошћу.

• Дебурринг: Механичке четке уклањају оштре ивице и остатке фолије.
• Оскрбивање: Панели се хемијски третирају (користећи калијум перманганат, плазму или методе без перманганата) како би се уклонили остаци смоле и потпуно изложено стакловолоко и бакар за следеће везивање метала.

Ц. Према формацијом и електропластирањем бакра

Можда је најкритичнији корак путем наплављивања тврди све важне електричне канале између слојева четворослојног ПЦБ-а.

Процес укључује:

• Чишћење зидова рупа: Панели се претварају у пре-третмане (чишћење киселином, микро-ецтинг) како би се осигурале неповређене површине.
• Електролесс бакарски депонирање: Тнак слој (~ 0,3 0,5 мкм) бакра је хемијски депониран на зидове рупе, сеаding пут за даље електропластирање.
• Електропластирање: ПЦБ панели се стављају у бање од бакра. Примјењује се константна струја (DC); плоча од бакарних јона на све изложене металне површинеукључујући зидове и пролазне рупе, стварајући равномерну проводну бакарну цев кроз сваку рупу.

• Стандардна дебљина бакра: Навршени зидови су обично покривени на минимум 2025 мкм (0,81 мили), у складу са ИПЦ-6012 класом 2/3 или спецификацијама купца.
• Проверке јединствености: Користи се софистицирано праћење дебелине и напречно резање како би се осигурало да нема танких тачака или празнина, што би могло изазвати отворена кола или повремене неуспјехе поља.

Контрола квалитета:

• Анализа попречног пресека: Узоришћене рупе се режу и мере за дебљину зида, адхезију и једноставност.
• Пробања континуитета: Електричка проверка осигурава да сваки пут успостави чврсту везу од плоче до плоче, слоја до слоја.

Д. Зашто су бушење и наплавање важни за ПЦБ са четири слоја

- Висока поузданост: Једноставни, без дефеката путем платинације спречава отворене/кратке грешке и катастрофалне неуспехе у пољу. - Интегритет сигнала: Правилна формација подржава брзе транзиције сигнала, повратак на земљу са малим отпорством и поуздану испоруку енергије. - Авансирана подршка пројектовању: Омогућава финије величине функција, густе паковање и компатибилност са технологијама као што су ХДИ или ригид-флексибилни хибриди ПЦБ-а.

Табела: Параметри бушења и наплављења за стандардне 4-слојне ПЦБ

Корак 6: Образац спољног слоја (генерација кола на слојевима 1 и 4)

У спољни слојеви у вашем 4-слојном ПЦБ-у, слојеви 1 (горе) и 4 (доле) садрже подупрете, траке и бакарне карактеристике које ће директно комуницирати са компонентама или конекторима током монтаже. Ова фаза је слична по духу обради унутрашњих слојева, али су ризици већи: ови слојеви пролазе кроз значајно лемљење, чишћење и знојење и морају испуњавати најстроже козметичке и димензионне стандарде.

А. Употреба фоторезистенције на спољашњем слоју

Као и код унутрашњих слојева, и спољашње бакарне фолије се прво чисте и микроецкају како би се добила чиста површина. Слој од фотоорезиста (обично сув филм) затим се ламинира преко сваке површине користећи загрејане ваљке како би се осигурала адхезија.

• Чињеница: Произвођачи висококвалитетних ПЦБ-а пажљиво контролишу дебљину филма и притисак ламинације, осигурајући доследан развој слике и минимизацију искривљења ивица.

Б. Сликање (Фото-инструменти/УВ ласерска директна сликања)

• Фото алати: За већину маса, фотомаске које садрже бакарне траке и обрасце за оба горња и доња слоја су оптички усклађене са бушеним рупама.
• Ласерска директна слика (ЛДИ): У пројектима високе прецизности или брзе обрте, ласер под контролом рачунара "пише" Гербер-дефинисане трагове и подложке директно на панелу са прецизношћу на нивоу микрона.
• Ултраљубичаста (УВ) светлост зацењује изложено фоторезисторе, закључујући прецизно спољашње колање на месту.

Ц. Развој и ецкинг

• Развој: Неекспонирани фоторезистент се оправа благим алкалним девелопером, откривајући бакар који се оцепа.
• Кисели рез: Изложена бакар се уклања брзим конвејорским ечерима, остављајући само трагове, плоче и изложена кола заштићена тврдим фоторезистом.
• Скидање: Остали фоторезистент се уклања, откривајући свеже, сјајне спољне бакарне структуре које формирају заварљиве површине и траке за преношење струје за вашу плочу.

Табела: Кључне димензије за 4-слојни ПЦБ спољни образац

Д. Инспекције и проверке квалитета

Новоецхедрирани панели се визуелно и преко АОИ (Автоматизована оптичка инспекција) за:

• Превише/попониже гравирани трагови и пади
• Мостови или шортови
• Отвара или недостају карактеристике
• Регистрација/изређивање са предваритно бураним виасама

Зашто је важан изглед спољашњег слоја за ПЦБ са четири слоја

• Поузданост у монтажу: Смазљивост заваривања, величина плоча и чврстоћа траке су све дефинисане овде.
• Integritet signala: Сигнали високе брзине, диференцијални парови и контролисане импедансне мреже завршавају се на овим слојевима, што чини прецизну дефиницију трага од виталног значаја.
• Управљање снагом: Довољно бакра је остало за све потребе рутирања и расејања топлоте.

Корак 7: Маска за лемљење, завршна боја и шелкскрин

Након завршетка патерона бакра за ваше 4-слојне ПЦБ-ове спољне слојеве, време је да им пружите издржљивост, заваривање и јасноћу за и монтажу и одржавање на терену. Овај многоделни корак разликује професионалну производњу вишеслојних ПЦБ-а заштићујући кола, гарантујући поуздано лемљење и обезбеђујући једноставну визуелну идентификацију.

А. Употреба маске за лемљење

У lemljenje је заштитни полимерски премазобично зелен, иако су плави, црвени, црни и бели такође популарнинавезан на и горњу и доњу површину ПЦБ-а:

• Намерена:  
  • Пречекавају спој мостове између блиско растојаних плоча и пруга.
  • Заштићује спољне кола од оксидације, хемијског напада и механичке абразије.
  • Побољшава електричну изолацију између трагова, додатно повећава интегритет сигнала и смањује ЕМИ.

Процес пријаве:

• Покрив: Панел је премазан течном фотоимејџабле (ЛПИ) маском за лемљење, која покрива све осим бакарних падова које ће касније бити лемљене.
• Сликање и експозиција: УВ светло се користи са маском за уметничку уметност за дефинисање отвора (за подлоге, тачке за тестирање, виасе).
• Развој: Неизложена маска за лемљење се оправа, док се изложена оштри, штитијући кола.
• Овлачење: Панели се пече или UV-очиштавају да би се маска потпуно оштрила.

Б. Опције за завршну површину

Да би се осигурало да све изложене подлоге издржавају складиштење, отпорују оксидацији и нуде безупречну заваривање током монтаже, површина се примењује. Постоји неколико завршних делова који одговарају захтевима апликација, трошкова и монтажа:

• ENIG је индустријски стандард за већину прототипа и производних плоча са четири слоја, посебно када су површина равна и висока густина (БГА, ЛГА, КФН) важна.
• OSP је најбоље за електронску потрошачку опрему без олова која захтева ефикасност трошкова и добар квалитет споја.

Разлике између ENIG-а и HASL-а:

• ENIG нуди глатку и равна површина, потребна за ултра-фини пич и БГА.
• ХАСЛ ствара неравномерне куполе које не одговарају модерној конзоли PCB са високом густином.
• ENIG је скупљи, али нуди бољу дугорочну складиштење и комобибибилност жице-врске.

С. Сидскреен штампање

Са маском за лемљење и површинском завршном опрашивањем на месту, коначни слој је сидски штит користи се за ознаку:

• Облици и ознаке компоненти (Р1, Ц4, У2)
• Поларитетни маркери
• Ознаке компоненти
• Индикатори, логотипи, ревизијски кодови и штрицкодови за пин 1

Контрола квалитета: коначни АОИ и визуелне проверке

• Аутоматска оптичка инспекција (АОИ): Обезбеђује величину и место отварања маске, одсуство маске од споја и исправно излагање подутека.
• Визуелна инспекција: Потврђује чистоћу копринског екрана, одсуство недостајућег мастила, маску за лемљење на главним карактеристикама и верификује интегритету завршног образа површине.

Зашто је ова фаза важна за четири слојне ПЦБ-е

• Свртаност: Само изложене плочице/точке додирвања су доступне за лемљење; маскирање осталог спречава случајне мостовекритичне у густим конструкцијама.
• Отпорност на корозију и контаминацију: Живот и поузданост плоча се драматично побољшавају заштитом бакарних површина од ваздуха, влаге и отисака прстију.
• Смањење грешке: Точни и чврсти обележји смањују грешке у саставу, репродуковање или време у служби проповедања.

Корак 8: Профилирање ПЦБ-а, монтажа и чишћење

Са свим слојевима кола постављених, виаса покривена, и лемљиве маске и површине завршног наношења, фокус се сада помера на обликовање, попуњавање и чишћење пЦБ са четири слоја - Да ли је то истина? Ова фаза узима ваш вишеслојни панел од прецизно израђене, али недиференциране, блока у форм-фактор специфичан, потпуно састављен функционални уређај.

А. Профилирање ПЦБ-а (резање и рутинговање)

У овој фази, више слика ПЦБ-а налази се на већој производњој панели. Profiling означава издвојивање сваке четворослојне плоче штампаних кола до потребних контура, укључујући све резбове, ремеће или В-равуве.

Кључне методе:

• ЦНЦ рутинг : Високобрзи карбидни битови прецизно прате спољну ивицу плоче, испуњавајући спецификације толеранције са чврстим ± 0,1 мм.
• В-порезирање : Плитке жлебове омогућавају лако депанелирање плоче, скретањем дуж линија резултата.
• ПУНЦИНГ : Користи се за плоче стандардног облика са великим запремином за оптимизацију прометности.

Б. Сглобање ПЦБ-а (СМТ и ТХТ поставка компоненти)

Већина 4-слојних ПЦБ плоча данас користи мешану технологију монтажа, користећи и Технологија површинског монтажирања (SMT) за аутоматизовану популацију са високом густином, и Технологија провучених контаката (THT) за коннекторе високе чврстоће, делове за напајање или старе компоненте.

1. у вези са Скупштина СМТ

• Печат на штенцилама : Пасте за лемљење се серијски штампају на падове помоћу ласерски резаних штенцила за прецизну запремину.
• Pick-and-Place : Автоматизовани машини постављају до десетина хиљада компоненти по сату са прецизношћу на микроном нивоу, чак и за 0201 пасиве, КФН-е, БГА-е или ЛСИ уређаје.
• Reflow soldering : Нагружени ПЦБ-ови пролазе кроз пажљиво профилирану пећну са наметеним ваздухом, последовавно топе и хладе лем. Ово ствара снажне спојке за лемљење за све СМТ уређаје.

2. Уколико је потребно. ТХТ Скупштина

• Ручно или аутоматско убацивање : Компоненте са дугим проводима, као што су конектори или велики електролитски кондензатори, уносе се кроз оклоњене рупе.
• Talasno lepljenje : плоче пролазе преко таласа растопљеног споја за истовремено спојавање свих уметених водова - метод који је дуго био тестиран за снажну механичку чврстоћу.

СМТ против ТХТ:

• СМТ омогућава високо густине, лагане и компактне скупове. Најбоље за модерне вишеслојне ПЦБ-е.
• THT и даље је пожељан за конекторе и делове велике снаге који захтевају додатно закотвљење.

Ц. Чишћење (изопропилни алкохол и специјално ПЦБ прање)

Након лемљења, остаци као што су течност, топке и прашина могу угрозити поузданост, посебно преко блиских стаза и пролаза четворослојних штампаних плоча.

Koraci procesa:

• Чишћење изопропиловим алкохолом (ИПА) : Уобичајено у прототипирању и малообјеманим тркама, ручно уклања јонске остатке и видљив флукс.
• У линији ПЦБ пећи : Индустријске пећице користе дејонизовану воду, сапонификере или специјалне раствараче за чишћење више плоча одједномкритичан у медицинском, војном и аутомобилском сектору.

Зашто је чистота важна:

• Пречека корозију и дендритни раст између елемената кола.
• Смањује ризик од пролаза електричних путева, посебно за колове са високом импеданцом или високим напоном.

Таблица: Преглед процеса монтаже и чишћења

Корак 9: Финално тестирање, контрола квалитета (КК) и паковање

А пЦБ са четири слоја је само добар као строгост његовог тестирања и контроле квалитета. Чак и ако изгледа савршено голим оком, невидљиве грешке, отварање, погрешна подешавања или неадекватно обложење могу изазвати неисправно понашање, ране неуспехе или ризике за безбедност. Због тога врхунски произвођачи ПЦБ-а користе свеобухватну серију електричних, визуелних и документационих инспекција заснованих на међународно признатим ИПЦ стандардима.

А. Автоматизована оптичка инспекција (АОИ)

Automatizovana optička inspekcija (AOI) процедура се врши више пута током израде вишеслојних ПЦБ-а, са најкритичнијим пролазом након коначног монтажа и лемљења.

• Како то функционише: Камере високе резолуције скенирају обе стране сваке плоче, упоређујући сваки траг, плочицу и спој за спајање са дигиталним Гербер фајловима.
• Шта АОИ открива:  
  • Отвара (раскидене трагове)
  • Шорце (поручни мостови)
  • Недостаје или измештено делове
  • Запљувачки зглобови са недостатком или прекомпљеним запљувачем
  • Утврђивање гроба или погрешна усклађеност компоненти

Б. Испитивање у колама (ИКТ)

Тест у колу (ICT) је златни стандард за верификацију функционалности монтираних четирислојних ПЦБ:

• Контактне сонде: Тестери са летећим сондама или летећим сондама контактирају се са одређеним тачкама за тестирање или пиновима компоненти.
• Скрипте за тестирање: Поводи сигнале кроз кола, мерејући одговоре на кључним чворовима.
• Проверени параметри:  
  • Продолживност између свих сигналних и енергетских тачака
  • Отпорност/капацитет кључних мрежа
  • Интегритет пролаза и прекривених рупа
  • Присуство/неприсуство и оријентација главних компоненти

ИКТ омогућава:

• Непосредна дијагноза на нивоу плоче (опредељање неисправних спојева за лемљење, отварања или погрешно постављених делова)
• Статистика на нивоу серије за праћење процеса

Ц. Електричко испитивање

Сваки завршени четирислојни ПЦБ подвргнут је пуном шорцу и отвара тесту електричне континуитетности. У овом кораку:

• Електрични испит (ЕТ): Високо напон се примењује на све траке и међусобно повезивање.
• Циљ: Откривање скривених отварања (одвојивања) или кратих мостова (ненамерних мостова), без обзира на визуелни изглед.

За пројекте са контролом импеданце:

• Импедансне купоне: Пробани трагови направљени од исте стакпе и процеса као и производне мреже омогућавају мерење и валидацију карактеристичне импеданце (нпр. 50 Ω једнокрајни, 90 Ω диференцијал).

Д. Документација и тражимост

• Гербер, Бушилица и тестови: Произвођач скупи и архивира све критичне податке, осигуравајући тражимост од партије материјала до готове плоче.
• Слика за монтажу и сертификати КЦ: Подружите испоруке високо поуздане за усаглашавање са ISO9001/ISO13485, медицинским или аутомобилским стандардима.
• Штричкови код: Серијски бројеви и баркодови се штампају на свакој плочи или палуби за праћење, решавање проблема и референце "дигиталног двојника".

Е. Завршна визуелна инспекција и паковање

Обучени инспектори извршити последњу проверу коришћењем увећања и светлости високог интензитета за испитивање критичних карактеристика:

• Пад и кроз чистоћу (без лемних лоптица или остатака)
• Ознаке, јасноћа ознаке, оријентација и тачност кодова ревизије
• Квалитет ивице и профила (без деламинације, раскопа или оштећења)

Опаковање:

• Заједнички пакети штит против ЕСД и уласка влаге
• Бубрежни паковачи, пене или пакети за употребу спречити физички удар током превоза
• Свака серија упакована по упутствима клијента, укључујући пакове за сушење или индикаторе влажности за тржишта са високом поузданошћу

Таблица: Стандарди за испитивање и КК за ПЦБ са четири слоја

Како створити 4-слојни стакпуп у Алтиум Дизајнеру

Контролисање вашег 4 слоја ПЦБ стакпа је од кључног значаја за постизање правилне равнотеже између електричних перформанси, производње и трошкова. Модерни алати за дизајн ПЦБ-а као што су Алтиум Дизајнер пружају интуитивне, моћне интерфејсе за спецификацијуи касније извозсвих детаља које произвођачи требају за висококвалитетну и поуздану производњу вишеслојних ПЦБ-а.

Корак по корак: Дефинисање ваше 4-слојне ПЦБ стакпу

1. у вези са Почните свој пројекат у Алтијуму

• Отворите Алтиум Дизајнер и креирајте нови ПЦБ пројекат.
• Унесите или нацртајте своје шеме, осигурајући да су дефинисане све компоненте, мреже и ограничења.

2. Уколико је потребно. Приступити управљачу стекова слојева

• Идите на Дизајн → Лајер Стак Менаџер.
• Лајр Стак Мениџер вам омогућава да конфигуришете све проводничке и диелектричне слојеве, дебљине и материјале.

3. Уколико је потребно. Додајте четири слоја бакра

• По подразумевању, видећете Горњи слој и Долњи слој.
• Додајте два унутрашња слоја (обично називани МидЛајер1 и МидЛајер2) за вашу четворослојну конструкцију.

4. Уколико је потребно. Дефинишите функције слоја

Надајте заједничке сврхе сваком слоју на следећи начин:

5. Појам Конфигурирање дијелектричне/препрег и дебелине језгра

• Кликните између слојева да бисте поставили диелектричну дебљину (препрег, језгро) користећи вредности које је навео произвођач .
• Типична укупна дебљина за 4 слојне ПЦБ-е: 1,6 мм (али може бити тањирирана/дебљи по потреби).
• Влазна диелектрична константа (Dk) и вредности тангенса губитка, посебно за дизајниране контролне импедансе.

6. Постављање Призначите тежину бакра

• Укажите дебљину бакра за сваки слој: обично 1 унца/ф2 (~ 35 μm) је стандардна за слојеве сигнала; 2 ОЗ или више за струју високе струје.
• Ове вредности утичу на израчуне ширине трага и механичку трајност.

7. Омогућити израчунавање импеданце

• Користите уграђени Калкулатор импеданце (или линк на алат вашег произвођача) да бисте израчунали инпеданце једнокраног и диференцијалног пара на основу материјала, дебљине и ширине / простора.
• Типичне циљеве: 50Ω једнокрајни , диференцијал од 90100Ω .
• Поправите дебелину диелектрике, ширину трага и тежину бакра како је потребно да бисте погодили ове циљеве.

8. Уколико је потребно Генерише се цртање стакпа

• Извоз цртеж за спајање (ДКСФ, ПДФ, итд.) за ваше фаб белешке. То помаже да се спрече грешке у комуникацији и убрза преглед ДФМ-а.

9. Припрема и извоз Гербер и бушилице датотеке

• Поставите коначну потврду за стекпу за ваш план, редослед слојева и анотације.
• Извози све Гербер фајлови, бушилице и дијаграми за складиштење са прецизним именом (укључујући имена слојева који одговарају вашем менаџеру стакла).

Студија случаја: Оптимизација 4-слојног ПЦБ стакла за сигнала високе брзине

Сценарио: Телекомуникациони стартап је дизајнирао нови рутер користећи Алтиум Дизајнер. Њихов главни изазов био је смањење преноса сигнала и одржавање USB/Ethernet сигнала у ограниченим импедансним толеранцијама.

Решење:

• Used Altium’s Layer Stack Manager to create [Signal | Ground | Power | Signal] with a 0,2 мм препрег између екст. и унутрашњих равни.
• Поставите бакарне тежине на 1 ОЗ за све слојеве.
• Коришћени Алтиумс импеданс калкулатор и координирани материјали са њиховим произвођачем, брзо итерација док мерења одговарају 50Ω и 90Ω циљеви у оквиру ± 5% .
• Резултат: Прва серија је прошла ЕМЦ и високобрза тестирање интегритета, убрзавајући сертификацију и уштедећи време развоја.

Зашто је дизајн стакпа у Алтијумским материјама за 4-слојни ПЦБ

• Пречекају скупе редизајне: Рано планирање спаковања са улозима произвођача спречава кашњења и осигурава глатке прелазе од прототипа до производње.
• Полакшава проверу ДФМ-а: Добро документовани спајања помажу у ухватити ДРЦ / ДФМ неисправности пре него што су плоче направљене.
• Подрже напредне функције: Прецизна контрола стакла је неопходна за технологије као што су "виа-ин-пад", слепи/погребени виаси и контролисано рутирање импеданце.

Најбоље праксе за 4-слојни ПЦБ стакпу и распоред

Ојачан 4 слоја ПЦБ стакпа је само половина једначинеправде перформансе, поузданости и приноса долазе од примене дисциплинираних најбољих пракса у распореду и дизајну. Када пажљиво оптимизујете стакпу, рутингу, одвајање и топлотне путеве, ваш производњи процес четири слоја ПЦБ производи плоче који су одлични у интегритету сигнала, ЕМЦ, производњи и трајности животног циклуса.

1. Разматрања интегритета сигнала и снаге

Контролисани пут повратка сигнала и чиста дистрибуција енергије су основна у пројектовању вишеслојних ПЦБ-а. Ево како да то урадиш:

• Поставити сигнале на спољне слојеве (Л1, Л4) и посветити унутрашње слојеве (Л2, Л3) као плоскости чврстог земљишта (ГНД) и снаге (ВЦЦ).
• Никада разбијање унутрашњих равница великим резањима или рупамауместо тога, одржавање равница континуирано. Према ИПЦ-2221/2222 , прекиди могу довести до одступања контролисане импеданце за 515%, што може довести до деградације сигнала или повремених неуспјеха.
• Кратке путеве повратка сигнала: Сигнали за велике брзине и критичне буке требају увек да виде чврсту референтну равницу директно испод. Ово смањује површину петље и потисне излучену ЕМИ.

Табела: Типична употреба 4-слојних ПЦБ стакпа

2. Постављање компонента и одвођење

• Група високобрзих ИЦ-а у близини конектора или извора/напрема да би се смањиле дужине трага и преко бројања.
• Умјештајне кондензаторе за одвајање што је могуће ближе (пожељно директно преко пролаза до равнања снаге) како би се осигурала стабилна локална ВЦЦ.
• Прво критичне мреже: Маршрут високофреквентних, часовничких и осетљивих аналогних мрежа пре мање критичних сигнала.

Најбоља пракса: Користите технику "пропањавања": померајте сигнале из БГА и пакета финог звука користећи кратке траге и директне путеве минимизирају ефекте преласка и стуба.

3. Рутирање за контролисану импеданцу

• Ширина трага и размацање: Израчунати и поставити у дизајнерске правила за 50Ω једнокрајни и 90100Ω диференцијални парови користећи исправне подешавања стакпа (диелектрична дебелина, Dk, тежина бакра).
• Минимизирајте дужину стаб: Избегавајте непотребне прелазе између слојева и користите ретро бушење за критичне сигнале како бисте уклонили неискоришћене преко делова.
• Прелазе слоја: Поставите диференцијалне паре на исти слој кад год је то могуће и избегавајте непотребне прелази.

4. Преко стратегије и шивања

• Употреба путем шивања на чврстим површинама земље околни сигнали велике брзине, часовничке мреже и РФ зоне са блиско растојаним земаљским жицама (обично сваких 12 цм).
• Оптимизујте преко величине и односа страна: ИПЦ-6012 препоручује да однос страна (дебљина плоче према величини завршног рупа) генерално не прелази 8:1 за високу поузданост.
• Задње бушење: За ултра-висок брзину, користите ретро бушење да бисте уклонили преко стабса и даље смањили одражавање сигнала.

5. Тхермални управљање и бакарска равнотежа

• Термални путеви: Поставите масиве топлотних жица испод ИЦ-а/ЛДО-а који се топло покрећу како бисте повезали топлоту са површином и ширили је.
• Медни залив: Користите уравнотежену расподелу бакра на оба спољашње слоја како бисте спречили искривљење/превртање у већим или високим плочама.
• Контролисана површина бакра: Избегавајте велике нескојене бакарске острва које могу створити напонско спајање или ЕМИ.

6. ЕМИ штититовање и спречавање преласка звука

• Упутства ортогоналне сигнале за трасу: Сигнали за руте на Л1 и Л4 у правним угловима (нпр. Л1 који ради источно-западно, Л4 који ради северно-јужно) ово смањује капацитивно спајање и прекретни говор кроз равнице.
• Држите сигнала велике брзине далеко од ивица плоче , и избегавајте да се ради паралелно са ивицом, што може зрачити више ЕМИ.

7. Проверка симулацијом и повратним подацима произвођача

• Извршити симулације интегритета сигнала пре и после распореда за критичне мреже или интерфејсе.
• Прегледајте стекпу и рутинга ограничења са изабраним 4-слојни ПЦБ произвођач испостављање својих искуства како би се превазишли ризици производње и поузданости на раном нивоу процеса.

Цитирај Роса Фенга: у Виасиону смо видели да дисциплиниране најбоље праксе на нивоу дизајна солидни авиони, дисциплинирани путем употребе, пажљиви траг / однос авиона добивају поузданије четворослојне ПЦБ-е, ниже ЕМИ и краћи циклус дебага за наше куп

Сумјерна табела: Дос и Дотс за распоред 4 слоја ПЦБ

Фактори који утичу на трошкове ПЦБ са четири слоја

Контрола трошкова је централна брига за сваког инжењерског менаџера, дизајнера и специјалисте за набавке који раде са пЦБ са четири слоја - Да ли је то истина? Разумевање променљивих које утичу на цене вишеслојне производње омогућава паметне, трошковно ефикасне одлуке без жртвовања квалитета сигнала, поузданости или карактеристика производа.

1. Избор материјала

• Типови језгра и препрег:  
  • Стандард ФР-4: Најјефикаснији, погодан за већину комерцијалних и индустријских примена.
  • Материјали са високим ТГ, ниским губицима или РФ: Роџерс, Тефлон и други специјални субстрати су неопходни за високофреквентне, високопоуздане или топлотно критичне дизајне, али могу додати 24к у трошкове субстрата.
• Медна тежина:  
  • 1 унца (35 мкм) је норма; надоградња на 2 унце или више за силове или топлотне управљање повећава и материјале и трошкове обраде.
• Површина завршене:  
  • ENIG (Електролесс Никел Имерсион Голд): Виша цена, али неопходна за фино звучење, високу поузданост или везивање жица.
  • ОСП, ХАСЛ, Имерсион Сливер/Цин: Појефикаснији, али може имати компромисе у року трајања или равна.

2. Дебљина и димензије плоче

• Стандардна дебљина (1.6 мм) је најекономскији, оптимизује коришћење панела и минимизира посебне кораке процеса.
• Дебљине прилагођене потреби, веома танке (<1,0 mm) или дебеле (>2,5 mm) плоче захтевају посебно руковање и могу ограничити могућности произвођача.

Таблица: Дебљине плоча за узорке и типична употреба

3. Сложност дизајна

• Ширине трака/растојања: <= 4 милиона повећање трошкова због већег одбацивања и споријег приноса.
• Минимална величина: Микровије, слепи/погребани или преко-у-паду значајно додају на производњу напора.
• Broj slojeva: Четири слоја ПЦБ је снова масовног тржишта вишеслоја; додавање више слојева (6, 8, 12, итд.) или нестандартних стакапа пропорционално повећава цену.

4. Панелизација и коришћење

• Велике плоче (више плоча по панелу) максимизирају проток и ефикасност материјала, задржавајући ниску цену по плочи.
• Сливе од коцка (треба више отпада или специјално алате) смањити густину панела и ефикасност трошкова.

5. Посебни захтеви за обраду

• Контролисана импеданца: Потребна је строжа контрола ширине трага, размака и диелектричне дебљинеможе бити потребне додатне кораке КА/испитивања.
• Златни прсти, слотинг, поноринг, прекривање ивице: Сваки нестандартни механички или завршни процес додаје НРЕ (непоновљиво инжењерство) и трошкове по деловима.
• Секуенцијална ламинација, задње бушење: Од суштинског значаја за слепе/погребљене жице или брзе конструкције, али додаје кораке, време и комплексност.

6. Количина и време добаве

• Прототип и мале обиле: Обично 10$50/тачка, у зависности од карактеристика, јер се трошкови постављања амортизују на мање јединица.
• Средње до високог броја: Цена јединице се јако смањује, посебно ако је ваш дизајн оптимизован за панеле и користи уобичајене спецификације.
• Брз окретање: Убрзана производња/доставка (толико брзо као 2448 сати) додаје премије наплатепланирајте унапред где је то могуће.

7. Certifikati i kvalitetni nadzor

• УЛ, ИСО9001, ИСО13485, У складу са животном средином: Сертификовани објекти и документација коштају више, али су неопходни за аутомобилске, медицинске и захтевне комерцијалне пројекте.

Таблица поређења трошкова: Пример цитата за ПЦБ са четири слоја

Како добити најбољу вредност од производње четири слоја ПЦБ

• Додајте комплетне стакпе и механичке цртеже унапред
• Брзо реагује на повратне информације ДФМ-а, ревидирање за производњу
• Изаберите доказан, сертификовани Шенжен или глобални добављачи
• Оптимизација дизајна масива/панела за производњу у величини
• Радите са добављачима као што је Виасион Технологис који нуде инхаусски инжењерски трошкови и бесплатне проверке ДФМ датотека

Избор правог произвођача ПЦБ са четири слоја

Одлука где имате своје пЦБ са четири слоја производња електричне енергије може имати велики утицај на трошкове вашег пројекта, електричну перформансу, време производње и дугорочну поузданост уређаја. Иако је производња четири слоја ПЦБ зрелог процеса, само мало добавилаца доноси прецизност, понављање и документацију коју захтевају тржишта као што су аутомобилска, индустријска, медицинска и потрошачка електроника.

1. Сертификације и у складу

Тражите произвођаче сертификоване за:

• UL (Лабораторије за потписника): Обезбеђује у складу са запаљивошћу и безбедним оперативним карактеристикама.
• ИСО 9001 (Системи квалитета): Сигнали су чврста контрола процеса и документација од дизајна до испоруке.
• ИСО 13485 (медицински): Обовљачно за медицинске конзоле и уређаје за ПЦБ.
• Еколошки (RoHS, REACH): Показала је контролу опасних супстанци и у складу са глобалним тржиштем.

2. Техничке способности и искуство

Произвођач ПЦБ са четири слоја највишег нивоа треба да нуди:

• Прецизна контрола стакпа: Способни да испоруче чврсте толеранције на диелектричну дебљину, бакарне тежине и преко геометрија.
• Авансиране технологије: Пролазни, слепи/погребани виаси, трафик у пади и задње бушење за брзе, густе и прилагођене стакве.
• "Снажна" површина од 10 mm до 20 mm Купони за тестирање импеданце на локацији, одговарајуће купе за тестирање и стручност са једноврсним / диференцијалним дизајном.
• Флексибилна панелизација: Ефикасна употреба материјала за различите величине и облике плоча, са унутрашњом консултацијом која ће помоћи да се смањи цена по плочи.
• Услуге од краја до краја: Укључујући брзо обраћање прототипа, производњу у пуној мери и опције са додатом вредношћу као што су функционална монтажа, конформни премаз и кутија.

3. Комуникација и подршка

Одговорност и јасна техничка подршка разликују добре добављаче ПЦБ-а:

• Ранње ДФМ и Стакпу Ревизије: Проактивно означивање проблема са ДФМ-ом или импедансом пре почетка производње.
• Инжењерски тимови на енглеском језику: За међународне клијенте, осигурава да ништа не буде изгубљено у преводу.
• Онлине цитирање и праћење: Инструменти за цитирање у реалном времену и праћење статуса наручења повећавају транспарентност и тачност планирања пројекта.

4. Услуге са додатом вредношћу

• Помоћ у пројектовању и распореду ПЦБ-а: Неки добављачи могу прегледати или ко-дизајнирати распоне за оптималну производњу или интегритет сигнала.
• Набавка компоненти и монтажа: Сглобање кључа у руке драстично смањује време и логистику за прототипе или пилотне спроводе.
• Прототип за масовну производњу: Изаберите продавницу која се прилагођава вашим количинама, пружајући конзистентну контролу процеса од прве плоче до милионске јединице.

5. Локација и логистика

• Шенжен/Гуандонг регион: Глобално средиште за производњу висококвалитетних, брзе производње вишеслојних ПЦБ-а, са зрелим ланцима снабдевања, обилним залихама материјала и снажном инфраструктуром за извоз.
• Западни опције: Северна Америка или Европа нуде UL/ISO сертификовану производњу са већим трошковима радног труданајбоље за ниске до средње количине које захтевају кратке рокове испоруке или посебну у складу са регулативама.

Како да проверите произвођача четири слоја ПЦБ-а

Примене 4-слојних ПЦБ-а у модерној електроници

Усвршеност, поузданост и предности перформанси пЦБ са четири слоја учинили су их преферирани избор за широк спектар модерних електронских апликација. Њихова оптимална комбинација интегритета сигнала, смањења ЕМИ-а, густине рутинга и испоруке енергије чини четворослојну штампану плочу основне технологије у скоро сваком сегменту тржишта где је сложеност, величина или електрична перформанса важна.

1. Електроника за потрошаче

• Употребљавање и смарт уређаји Компактни трекери фитнеса, паметни сатови и преносиви здравствени монитори ослањају се на четири слоја ПЦБ стекапа како би се уклопили напредни микроконтролери, бежични радији и сензорски масиви у малим форм факторима.
• Рутери и приступачке тачке Високобрзи мрежни уређаји користе 4-слојни производњи ПЦБ-а за прецизно контролисану импеданцу, обезбеђујући квалитет сигнала за USB 3.x, Wi-Fi и Етернет интерфејсе.
• Игричке конзоле и кућни хаб Тешке матичне плоче рачунара, контролери и брзи уређаји за пренос података имају користи од вишеплананих стакапа како би се смањила бука, побољшало топлотно управљање и подржали напредни процесори и дискретна графика.

2. Аутомобилска електроника

• Електронске контролне јединице (ECU) Модерна возила користе десетине ЕЦУ-а, а сви захтевају чврсте, ЕМИ-имуните вишеслојне ПЦБ-е за контролу погонских система, ваздушних јастука, кочења и информационог забаве.
• Napredni sistemi pomoći vozaču (ADAS) дизајни са 4 слоја ПЦБ-а подржавају интерфејсе радара, ЛИДАР-а и високобрзних камера у којима су конзистентна испорука сигнала и топлотне перформансе критичне за мисију.
• Управљање батеријом и контрола напајања У електричним и хибридним возилима, четири слојне стекапе управљају дистрибуцијом високе струје, изолацијом грешака и поузданом комуникацијом између модула батерије.

3. Industrija i automatizacija

• Портови и комуникациони модули Индустријске контролне мреже (Етернет, Профибус, Модбус) користе 4-слојне штампане плоче за чврсте интерфејсе и поуздану енергију.
• ПЛЦ и контролери за роботику Густи распореди, дизајн са мешаним сигналом и изолација снаге ефикасно се постижу вишеслојним стакапима, побољшавајући време рада машине и смањујући буку.
• Инструменти за тестирање и мерење Прецизни аналогни и брзи дигитални кола захтевају контролисано рутирање импеданце, ублажавање препрека и пажљиво ПДН инжењеринг - све снаге четири слојева ПЦБ-а.

4. Медицински уређаји

• Портабилни дијагностички уређаји и монитори Од пулсоксиметара до мобилних ЕКГ-а, производња ПЦБ-а са четири слоја подржава минијатуризацију, дизајн мешаних сигнала и поуздано функционисање у безбедносно критичним здравственим производима.
• Инструменти за имплантацију и за носити Строга биокомпатибилност, поузданост и ниска ЕМИ могу бити постигнути добро дизајнираним стакпупима, сертификованим по ISO13485 и IPC-A-610 класи 3.

5. ИОТ, телекомуникација и инфраструктура података

• Портеви, сензори и опрема на ивици Продукти ИОТ-а са малом енергијом, али високом густином постижу поузданост и перформансе помоћу модерних вишеслојних стекапа, који често интегришу бежичне, аналогне и високобрзе дигиталне у једну компактну плочу.
• Високобрзи позадински плочи и модули Рутери, прекидачи и сервери се ослањају на четири слоја и сложеније плоче за брзу, имуну сигнализацију против буке и снажну архитектуру силових пруга.

Табела: Пример апликација и предности стакла

Често постављана питања (FAQ)

1. у вези са Како четири слоја ПЦБ побољшавају перформансе ЕМИ?

А пЦБ са четири слоја омогућава чврсту површину директно испод слојева сигнала, стварајући веома ефикасне повратне путеве за брзи струје. То минимизира површину петље, значајно смањује емисије ЕМИ-а и штити осетљиве сигнале од интерференција. За разлику од двослојних плоча, унутрашње плоче у четирислојним стакпума апсорбују и преусмеравају зрачунишу буку, помажући уређајима да прођу у складу са ЕМЦ-ом у првом покушају.

2. Уколико је потребно. Када треба да унапреде од двослојног на четворослојни ПЦБ?

Подизање на пЦБ са четири слоја ако:

• Потребно је да користите високобрзе дигиталне аутобусе (USB, HDMI, PCIe, DDR, итд.).
• Ваш дизајн не одговара стандардима за емисију зрачења.
• Тешко је да се уложите у густе модерне делове без прекомерних виаса или "репа" роутинга.
• Стабилна дистрибуција енергије и низак отпор од земље су од суштинског значаја.

3. Уколико је потребно. Коју дебљину бакра треба да наведем за мој 4-слојни ПЦБ?

• 1 унца (35μм) по слоју је стандардноадреактан за већину дигиталних и мешаних сигнала.
• 2 унце или више препоручује се за путеве са високим струјама или захтеве за топлотним садржајем (нпр. напајачи, LED покретачи).
• Увек одредите тежину бакра за оба слоја сигнала и равнице одвојено у вашем стекапу.

4. Постављање Да ли четири слојне плоче могу подржати контролисану импеданцу за брзи сигнале?

Да, да! -Да! Са одговарајућим дизајном стекапа и блиском контролом дијелектричне дебљине, 4-слојне ПЦБ-е су идеалне за 50Ω једнокрајни и 90100Ω диференцијални парови - Да ли је то истина? Модерне куће одбора ће направити купоне за тестирање како би измерили и потврдили импеданцу до ± 10% (по ИПЦ-2141А).

5. Појам Који су главни покретачи трошкова производње четири слоја ПЦБ-а?

• Типови материјала за јадро/препрег (FR-4 против високофреквентног, високо-TG, итд.)
• Величина плоча, укупна количина и коришћење плоча
• Број слојева и дебљина бакра
• Минимални траг/простор и преко пречника
• Површина (ЕНИГ, ХАСЛ, ОСП, потапање сребро/цанина)
• Сертификације (УЛ, ИСО, РОХС, Аутомобил/Медицински)

Закључак и кључне ствари

Овладавање процес производње ПЦБ са четири слоја од пажљивог дизајна наклањања кроз прецизну производњу и темељна тестирањеомогућава стварање модерне електронике са поверењем, прецизношћу и брзином. Четири слоја PCB остаје "слатка тачка" у уравнотежавању сложености, електричне перформансе и укупне инсталиране трошкове, пружајући снажне резултате за све од компактних потрошачких гађета до аутомобилских ЕЦУ-а и медицинске дијагностике.

Рецимирање: Шта чини четири слоја ПЦБ неопходним?

• Интегритет сигнала и супресион ЕМИ: Одличне унутрашње површине и снаге у четири слоја ПЦБ стакпу обезбеђују чврсту референцу сигнала, смањују прелаз и задовољавају данашње захтевне стандарде ЕМЦ-а.
• Виша густина рутинга: Удвостручавање слојева бакра у односу на Двослојне ПЦБ значајно повећава опције компоненти и чини густије, мање производе стварност без рутинге кошмаре.
• Pouzdana distribucija energije: Посвећени авиони обезбеђују слаби отпор, слабу индуктанцу до сваке компонентеомогућавајући стабилне влачне шине и подржавајући процесоре високих перформанси или аналогне кола.
• Цоун-Ефикасна Сложност: производња и монтажа са четири слоја сада су зреле, приступачне и доступне широм света, омогућавајући брзу, скалирујућу производњу без обзира да ли вам је потребно пет ПЦБ-а или педесет хиљада.

Златна правила за изврсност четворослојних ПЦБ-а

Увек дефинишите своје потребе за импедансом и импедансом унапред. Рано планирање (у сарадњи са произвођачем) спречава изненађења доле и осигурава да ваше брзине или аналогне мреже раде као што је дизајнирано.

Заштитите авионе и одржавајте чврсте повратке. Избегавајте непотребне слотове/отсеци у земљишним/моторним равнима. Следите ИПЦ-2221/2222 најбоље праксе за непрестано летање и исправљајте минималне просветљења.

Употребите професионалне ПЦБ ЦАД алате. Користите Алтиум, Игл, КиЦад, или пакет по вашем избору, и увек проверите Гербер / бушилице за извоз за јасноћу и комплетност.

Захтевајте и проверите контролу квалитета. Изаберите добављаче са AOI, тестирањем у колама и импеданце и сертификацијама ISO/UL/IPC. Потребно је да се узорци пресек или импедансни купони за пројекте високе поузданости.

Оптимизујте за панел и процес. Радите са својим произвођачем да бисте прилагодили свој распоред величинима панела и омиљеним процесимаово често смањује вашу цену за 1030% без компромиса у перформанси.