多層電路板設(shè)計需要考慮的因素

多層電路板的設(shè)計性能與單層板或雙層板相似。 注意電路的合理布局，并考慮內(nèi)層容量、絕緣電阻、耐焊性、產(chǎn)品安全等因素。 以下內(nèi)容主要從電氣因素和機(jī)械因素兩個方面闡述多層板設(shè)計中應(yīng)考慮的重要因素。

一、機(jī)械設(shè)計因素

機(jī)械設(shè)計包括選擇合適的板材厚度、板材疊片、板材尺寸、內(nèi)銅筒、長寬比等。

1、板厚

多基板的厚度由多種因素決定，如信號層數(shù)、電源板的數(shù)量和厚度、高質(zhì)量鉆孔和電鍍所需的孔徑和厚度的長寬比、元件的長度等。 自動插入所需的引腳以及所使用的連接類型。 整個電路板的厚度由板兩側(cè)的導(dǎo)電層、銅層、基板厚度和半固化片厚度組成。 在復(fù)合多層基板上很難獲得嚴(yán)格的公差，大約10%的公差標(biāo)準(zhǔn)被認(rèn)為是合理的。

2. 板材的層壓

為了最大限度地減少板材變形的可能性并獲得平整的成品板材，多基板的分層應(yīng)是對稱的。 即銅層數(shù)為偶數(shù)，并保證銅的厚度與片層的銅箔圖案密度對稱。 一般來說，用于層壓的建筑材料（例如玻璃纖維布）的徑向方向應(yīng)平行于層壓板的邊緣。 由于貼合后層壓板沿徑向收縮，電路板的布局會發(fā)生扭曲，呈現(xiàn)出可變性和低空間穩(wěn)定性。 然而，通過改進(jìn)設(shè)計可以最大限度地減少多層基板的翹曲和變形。 通過銅箔在全層的平均分布并保證多個基板的結(jié)構(gòu)對稱性，即保證半固化片材料的分布和厚度相同，可以達(dá)到減少翹曲和扭曲的目的。 銅和壓延層應(yīng)從多層基板的中心層到最外兩層。 兩個銅層之間指定的最小距離（電介質(zhì)厚度）為 0.080mm。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，兩個銅層之間的最小距離，即鍵合后半固化片的最小厚度必須至少是嵌入銅層厚度的兩倍。 換句話說，如果相鄰兩層銅層的每層厚度為30μm。 預(yù)浸料的厚度應(yīng)至少為2（2×30μm）=120μm。這可以通過使用兩層預(yù)浸料（玻璃纖維）來實(shí)現(xiàn)。

3. 板材尺寸

電路板尺寸應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求、系統(tǒng)盒尺寸、電路板制造商的限制和制造能力進(jìn)行優(yōu)化。 大型電路板具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如更少的基板和許多元件之間的更短的電路路徑，從而可以實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)行速度。 此外，每塊板可以有更多的輸入和輸出連接。 因此，在許多應(yīng)用中應(yīng)首選大型電路板。 例如，在個人計算機(jī)中，可以看到大型主板。 然而，在大板上設(shè)計信號線布局很困難，這需要更多的信號層或內(nèi)部布線或空間，并且熱處理也很困難。 因此，設(shè)計者必須考慮各種因素，例如標(biāo)準(zhǔn)板的尺寸、制造設(shè)備的尺寸以及制造工藝的限制。 1PC-D-322 提供了一些選擇標(biāo)準(zhǔn) PCB 尺寸的指南。

4.內(nèi)層銅箔

最常用的銅箔是 1 盎司（每平方英尺表面積 1 盎司）。 但對于致密板來說，厚度極其重要，需要嚴(yán)格的阻抗控制。 需要用到這樣的板子。

0.50z銅箔。 電源層和地平面最好選擇2oz或更重的銅箔。 然而，銅箔的重刻蝕會降低可控性，并且不容易達(dá)到所需的線寬和間距公差圖案。 因此需要特殊的加工技術(shù)。

5. 洞

根據(jù)元件的引腳直徑或?qū)蔷€尺寸，電鍍通孔的直徑通常保持在0.028-0.010英寸之間，這樣可以保證足夠的體積，以便更好的焊接。

6. 縱橫比

“縱橫比”是板的厚度與鉆孔直徑的比率。 人們普遍認(rèn)為 3:1 是標(biāo)準(zhǔn)縱橫比，但也常用 5:1 等高度縱橫比。 深寬比可以通過鉆孔、去除膠渣、或者回蝕、電鍍等因素來確定。 當(dāng)深寬比保持在生產(chǎn)范圍內(nèi)時，過孔應(yīng)盡可能小。

二、電氣設(shè)計因素

多基板是一種高性能、高速度的系統(tǒng)。 對于更高的頻率，信號的上升時間會縮短，因此信號反射和線路長度的控制變得至關(guān)重要。 在多基板系統(tǒng)中，對電子元件的可控阻抗性能的要求非常嚴(yán)格，設(shè)計時應(yīng)滿足上述要求。 決定阻抗的因素有基材和半固化片的介電常數(shù)、同層導(dǎo)線間距、層間介質(zhì)厚度和銅導(dǎo)體厚度。 在高速應(yīng)用中，多基板中導(dǎo)體的層疊順序和信號網(wǎng)絡(luò)的連接順序也至關(guān)重要。 介電常數(shù)：基板材料的介電常數(shù)是決定阻抗、傳播延遲和電容的重要因素。 使用環(huán)氧玻璃的基板和半固化片的介電常數(shù)可以通過改變樹脂含量的百分比來控制。具有相對低介電常數(shù)的半固化片。