★ FEATURED ARTICLE 目录一、PCB板叠层介绍1、对图一解析2、接着叠层好的文件(图二)3、接着叠层好的文件(图三)4、实际工程举例二、PP半固化片介绍1、半固化片的工艺原理2、PP半固化片与Core芯板3、常用PP规格4、AD层叠管理器三、SI9000参数的含义1、W1下线宽/W2上线宽2、H1/H2阻抗线到参考层高度3、微带线铜厚T1与绿油参数C1/C2/CEr四、PCB切片前置知识PCB与钢网的介绍嘉力创标准下续PCB Layout各层含义与分层原则一、PCB板叠层介绍电路板的叠层安排是对 PCB 的整个系统设计的基础。叠层设计如有缺陷将最终影响到整机的 EMC 性能有关 EMC 的内容请移步专栏EMC、抗干扰。▼下图是一般情况下看到的叠层好的文件图示1、对图一解析首先我们可以看出叠层是 8层板有 5个走线层(TOP、ART03、ART04、ART06、BOTTOM)有 2个地层(GND02、GND05)有 1个电源层(PWR07)。其次我们可以获得整个板子的使用的 PP片情况GND02-ART03一张芯板(core)ART4-GND05(core) 一张芯板ART06-PWR07(core) 一张芯板其它的用 PP 加铜箔最后压合在一起而成。TOP、GND02层中间的 PP片是 2116半固化片ART03、ART04层中间的 PP片是由 2个 3313半固化片和 1个 7628半固化片压合而成GND05、ART06层中间的 PP片是由 2个 3313半固化片和 1个 7628半固化片压合而成PWR07、BOTTOM层中间的 PP片是 2116半固化片。最后可得知整个板厚为 1.6mm(生产时允许有 10%公差)板厚计算如下。次外层 2116 厚度实测厚度 理论厚度-铜厚*(1-残铜率) 0.1174*39.3701mil-1.25*(1-65%) 4.1845mil内层 3313*27628 厚度实测厚度 理论厚度-铜厚1*(1-残铜率1)-铜厚2*(1-残铜率2) (0.0987*20.1933)*39.3701mil-1.25*(1-65%)-1.25*(1-15%) 13.8819mil理论板厚板厚 内外层铜厚PP片厚度芯板厚度 0.7087*21.25*64.1845*213.8819*25.1*3 60.3502mil 1.5329mm2、接着叠层好的文件(图二)▲从图二上可以知道各个走线层单端 50Ω 阻抗的走线宽度和参考层。其中 TOP、BOTTOM 层走线宽度为 6milTOP 层参考 GND02层BOTTOM 参考 PWR07层ART03、ART04层走线宽度为 5.7milART03层参考 GND02层ART04 参考 GND05层ART06层走线宽度为 5.4mil ART06 参考 GND05、PWR07层。具体数值我们可以从Polar SI软件中计算出来。1表层单端(TOP、BOTTOM)线宽 6mil 51.51*0.93.2 49.562内层单端(ART03、ART04)线宽 5.7mil 50.133内层单端(ART06)线宽 5.4mil 50.083、接着叠层好的文件(图三)▲从图三可以知道各个走线层差分 10Ω 阻抗的走线宽度、线间间隙和参考层。其中 TOP、BOTTOM层走线宽度为 4.5mil线与线间隙 8milTOP 层参考 GND02层BOTTOM 参考 PWR07层ART03、ART04 层走线宽度为 4.1mil线与线间隙 8.2milART03层参考 GND02层ART04 参考 GND05层ART06层走线宽度为 4.1mil线与线间隙 8.2mil ART06 参考 GND05、PWR07层。具体数值我们可以从Polar SI软件中计算出来。1表层差分(TOP、BOTTOM)线宽/线距 4.5/8mil; 107.26*0.93.2 99.7342内层差分(ART3/ART4层)线宽/线距 4.1/8.2mil; 99.273内层差分(ART6层) 线宽/线距 4.1/8.2mil; 98.584、实际工程举例整板厚度计算72um*211.3*2mil55.7um*232mil 0.2554um54.6mil 255.4um1.38684mm 1.64224mmmil与mm在线转换mil ←→ mm (convertlive.com)二、PP半固化片介绍1、半固化片的工艺原理半固化片(PrePreg 或 PP)是经过处理的玻纤布浸渍上树脂胶液再经过热处理(预烘)使树脂进入 B阶段而制成的薄片材料。而压板的工艺原理是利用半固化片从 B-stage 向 C-stage 的转换过程将各线路层黏结成一体。半固化片在这一过程中转换过程的状态变化如下图所示。A阶段在室温下能够完全流动的液态树脂这是玻纤布浸胶时的状态液态的环氧树脂又称为凡立水(Varnish)。B阶段环氧树脂部分交联处于半固化状态在加热条件下又能恢复到液体状态。部分聚合反应成为固体胶片即半固化片PP。C阶段树脂全部交联为 C阶段在加热、加压下会软化但不能再成为液态这是多层板压制后半固化片转成的最终状态。在压板过程中半固化片经过高温熔化为液体然后发生高分子聚合反应。2、PP半固化片与Core芯板1Prepreg它是 PCB 的薄绝缘材料。Prepreg 在被层压前未半固化片称为预浸材料主要用于多层印制板的内层导电图形的粘合材料及绝缘材料。在 Prepreg 被层压后半固化的环氧树脂被挤压开来开始流动并凝固将多层电路板粘合在一起并形成一层可靠的绝缘体。2Core它是制作印制板的基础材料称之为芯板具有固定的硬度及厚度并且双面包铜。所以其实就是Core 与 Prepreg 压合而成。厚度 (mm)厚度 (mil)典型应用场景0.05~2超薄芯板用于高密度互连HDI或柔性板0.10~4薄型多层板的内层0.13~5常见薄芯板规格0.15~6标准薄芯板PCBWay 等厂商标配0.20~8最常用的芯板厚度之一PCBWay 最薄标准 core0.21~8.3常见规格0.25~10中等厚度0.36~144层、6层板常用0.46~18常见规格0.51~20中等厚度0.56~22常见规格0.71~28较厚芯板1.0~39厚芯板用于高层数或高可靠性板1.2~47常见厚芯板1.6~63标准板厚对应的芯板2.0~79厚板2.4~94超厚板3.2~126特殊厚板3二者区别①Prepreg 在 PCB 中属于一种材料前者材质半固态类似于纸板后者材质坚硬类似于铜板②Prepreg 类似于粘合剂绝缘体而 Core 则是 PCB 的基础材料两种是完全不同的功能作用③Prepreg 能够卷曲而 Core 无法弯曲④Prepreg 不导电而 Core 两面均有铜层是印制板的导电介质。3、常用PP规格PP型号压合后厚度 (mm)压合后厚度 (mil)树脂含量 (RC%)主要特点与应用106 / 10670.0380.0561.52.2高 (≥70%)最薄。用于HDI板、精细线路填隙或极薄介质层。10800.0680.0902.73.5高 (约7075%)常用薄介质。广泛用于多层板内层平衡了厚度与填胶能力。21160.1100.1304.35.1中 (约5560%)最常用型号之一。厚度适中性能平衡是标准多层板内层介质的主力。76280.1650.2006.57.9低 (约4247%)最厚常用型号。刚度好成本较低用于需要较厚介质层或外层结构。33130.0900.1003.53.9中高 (约6267%)介于1080和2116之间可作为替代选择精细控制厚度。1厚度如何得来PP 在出厂时半固化B-stage在高温高压下层压时树脂会流动、填充并固化。因此你拿到手的 PP 标称厚度与最终在 PCB 中形成的介质厚度是两回事。经验法则最终介质厚度 ≈ 标称厚度×(85%95%)。正确做法在设计叠层和计算阻抗时必须使用板厂提供的“压合后厚度”数据。2如何选择PP型号需要薄介质层如高频阻抗控制优先选择1080或106/1067。它们树脂含量高流动性和填胶能力好能很好地填充细线路间的空隙。需要厚介质层如电源/地层间隔离选择7628。它树脂含量低流动性差但厚度大能提供更好的机械强度和层间耐压。标准4-8层板的主流选择2116是兼顾性能、成本和可加工性的平衡之选是应用最广泛的型号。3如何实现目标厚度单张PP的厚度有限通常需要通过多张叠加来达到设计所需的介质厚度。一个实用的经验数据是2张1080≈ 0.140.16mm2张2116≈ 0.220.24mm1张76281张1080≈ 0.260.28mm4注意树脂含量(RC%)即使是同一型号如2116供应商也可能提供不同树脂含量的版本如RC55% vs. RC60%。树脂含量越高流动性越好填胶能力越强但压合后厚度也越难精确控制。在设计高厚铜板或需要强填充能力的场景时这一点尤为关键。4、AD层叠管理器▼AD16层叠管理器如下图所示三、SI9000参数的含义▼下图 SI9000 微带线和带状线的模型图只有我们真正的认识里面参数的含义才能计算出正确的阻抗。1、W1下线宽/W2上线宽▲上图为采用化学试剂腐蚀出走线的示意图。由于生产中蚀刻药水对铜表面接触的充分而与下方接触相对较弱因此蚀刻出来的线宽呈梯形且 W1 W2。W1下线宽W2上线宽取值通常我们在微带线中W2上线宽与 W1下线宽差值为 1而在带状线的模型中我们取值是两者之差为 0.5。2、H1/H2阻抗线到参考层高度▼下图为 6层板的叠层我们第四层为例来说明下 H1 和 H2 参数注意事项。▼下图为 50Ω 单端信号的计算我们来看几个参数。▲从上图中可知下线宽W1 所接触的介质为芯板,因此阻抗计算软件中的 H1 值即为芯板厚度。H2 的参数就是 SIGNAL 和 GND 直接的距离也就是介质厚度加上铜厚即 1.184.02 5.2 之所以这样是因为信号层本来是整张铜皮需要经过腐蚀会把多余的铜去掉线路显示出来多层板在压合的过程中 PP片会从固态变成液态填充在线路之间这样 PP片的厚度就比之前的薄。最终的厚度就是填充完 PP片的厚度加上铜厚PP 在计算厚度的时候都已经计算了填胶损失之后的厚度。3、微带线铜厚T1与绿油参数C1/C2/CEr微带线铜厚T1包含实际铜厚加上电镀的厚度。根据IPC规定电镀的铜厚为20um(IPC二级规定) 25um(IPC三级规定)。绿油参数C1/C2指的是绿油的厚度因为走线呈梯形所以导致C2的厚度要小于正常的C1. 例如上面层叠来说c1为0.71。c2取0.5。CEr值得是绿油的介电常数。例如上面层叠来说CEr为3.8。本节内容引自阻抗设计中注意事项。四、PCB切片▼进行质量检查、失效分析和制程改进评估。通过切片分析可以客观地检查和研究 PCB 板的内部结构及缺陷从而对产品的质量和问题进行准确的判定和分析。青春时代是一个短暂的美梦当你醒来时它早已消失得无影无踪。觉得不错动动发财的小手点个赞哦
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