多层PCB设计:HDI堆叠揭秘
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- 发布时间:2024-08-16
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【概要描述】多层 HDI PCB 叠层的设计考虑到了特定用途。它们旨在支持不同电子系统的应用需求。它们可用于从高频 RF 电路到低压电源等各种用途。
多层PCB设计:HDI堆叠揭秘
【概要描述】多层 HDI PCB 叠层的设计考虑到了特定用途。它们旨在支持不同电子系统的应用需求。它们可用于从高频 RF 电路到低压电源等各种用途。
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在设计 PCB 时,多层 PCB 堆叠是重要的决策之一。它最终决定了电信号通过 PCB 的路径以及这些信号的传输速度。选择堆叠时,许多关键考虑因素包括所需端接模式的复杂程度。每种选择都有权衡。经过此讨论,您应该对HDI PCB设计中使用的堆叠有基本的了解。
HDI PCB 堆叠
HDI PCB 堆叠是一种将 HDI 板从上到下堆叠在一起并使用预浸料将它们固定在一起的方法。这通常使用玻璃纤维或碳纤维增强塑料 (GRP) 进行堆叠。
按照预定的图案和间距,在顶层和底层钻孔。然后将孔扩得大于紧固件的直径(通常为 3/16 英寸或 1/4 英寸),以便可以使用防卡剂将其敲入到位。然后,紧固件将在固化过程中将所有层固定在一起。
这种堆叠方法可以构建比手工铺层更复杂的形状。但是,它需要额外的设备,例如钻床(或至少一台钻头)、铰刀、丝锥和用于将紧固件拧入到位的模具。
多层 HDI PCB 堆叠
HDI PCB 堆叠有很多种类型。有些比其他的更常见,但在设计过程中都有各自的用处。
常见的 HDI PCB 堆叠类型称为多层堆叠。这意味着电路板内将有多层铜。它们可以垂直或水平堆叠,具体取决于设计的具体要求。常见的形式是底层包含接地平面和其他需要连接以进行配电的组件。下一层是电源平面,其上是信号走线。然后使用通孔(穿过电路板的钻孔)连接这三层,这样您就可以连接不同的层而无需使用跳线或其他方法,这可能会导致信号完整性问题。
多层 HDI PCB 堆叠可以使用通孔技术或表面贴装技术 (SMT) 进行。这两种方法之间的选择取决于电路板上有多少可用空间以及需要安装哪些组件。通孔安装比 SMT 安装需要更多空间,因此如果您使用较大的组件或想要在电路板上安装许多设备,那么 SMT 可能更适合您的需求。
HDI PCB堆叠的主要结构包括:
采用导电金属层(铝或铜合金)作为接地平面。
信号层(铜箔),用于信号的传输。
介电层(预浸料),将上面的两层分开,防止它们相互接触
接地层(丝网印刷层),确保电路板各部分通过导电金属连接到接地平面
绝缘层(玻璃纤维布),起到层间绝缘的作用
阻焊覆盖层(缎面阻焊层),保护元件在焊接过程中免受腐蚀
多层 HDI PCB 堆叠用途
多层 HDI PCB 叠层的设计考虑到了特定用途。它们旨在支持不同电子系统的应用需求。它们可用于从高频 RF 电路到低压电源等各种用途。以下是一些示例:
大型接地平面
大型接地平面是任何高性能电路板的重要特征。它允许更好的散热并提供更大的表面积来传递信号。但是,随着您在接地平面上添加越来越多的层,在其中钻孔变得越来越困难。使用多层 HDI 堆叠,您可以拥有大型接地平面,而不必担心在其中钻孔。
高频电路
高频电路要求元件之间的走线长度较短,以尽量减少电容引起的信号衰减。多层 HDI 堆叠可实现非常紧密的布线,而不会增加寄生电感或电容。这有助于提高电路板在高频下的性能。
高密度互连
高密度互连提供更多布线选项,同时消除了通孔(当多个组件需要在单层铜箔上连接时使用)。这样可以消除电路板本身的易损连接,并将其放置在连接器内部,这样就不会发生故障,从而降低成本并提高可靠性。
多层 HDI PCB 堆叠重要注意事项
多层 HDI PCB 堆叠非常复杂,需要大量准备。设计人员在设计时必须考虑不同的因素,例如:
层数
HDI 板的层数取决于应用,但通常在 2 到 6 层之间。
HDI 板的层数取决于其尺寸和复杂性;因此,建议先从小型设计开始,然后再转向更大的设计。
图层组织
HDI 板上的层组织对于其性能至关重要,因为您必须考虑生产或操作过程中所有可能发生的故障情况。
例如,如果您有三层、两芯和一层地线,并且它们之间没有任何垂直互连,则如果一层发生故障,那么所有其他层也将受到此故障的影响,因为它们没有通过通孔垂直连接(没有电流流动)。
层厚度
每层的厚度可能因应用而异。例如,如果您需要在电路板上设置更厚的接地层,则可以添加比平常更多的铜(通常为 0.6 毫米)。如果您想要更细的走线,则使用较少的铜(0.2 毫米)。
最后的话
如果您正在设计复杂的 HDI PCB,我们希望本指南对您有所帮助。多层因素可以决定最终产品的成败,提前了解每层的影响是保持设计简单的简单方法。
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