在PCB設計業務中,與制造商和供應商溝通需求是首要任務。由于未提供正確的信息、未列出足夠的信息或未提供任何信息,我們的請求有時會丟失上下文。盡管經驗豐富的PCB設計師可以采取措施指定其希望在PCB疊層中看到的所有元素,但最終制造商將處理該決定,以努力在可用材料與加工能力和產量之間取得平衡。
疊層描述的不僅僅是PCB的基本結構;疊層中內置了許多其他設計考慮因素,這些因素由您的核心材料和介電材料的材料特性定義。為確保您的設計與制造商的能力、材料庫存和阻抗要求兼容,設計人員必須確保明確定義其疊層要求。如果您在最初創建設計時遵循我的建議,并且您最初向您的制造商詢問其可用疊層,那么您將處于良好狀態。如果您圍繞該層堆疊進行設計,則與您的制作商合作會容易得多。
如果您手握現有的設計,并且需要在任何地方使用兼容的材料集進行生產,該怎么辦?如何降低收到的電路板不符合要求的風險?這就是我們將在本文中討論的內容。如果遵循其中的一些技巧,您將是在與制造一起設計,而不僅僅是為制造而設計。
確保指定PCB層堆疊需求
正如我上面提到的,在設計的初始迭代中,通常情況下您可以獲得標準疊層并在您的設計中使用它。這是設計原型并投入生產的最快方法。另一種選擇是至少使用您選擇的材料設計您自己的疊層,然后與制造廠進行質量驗證。他們會告訴您是否可以生產,您可以決定如何從該步驟繼續(重新設計疊層,或將其發送到其他地方)。
在設計已經完成時,情況有點不同。如果進行設計生產,您必須確保裸板制造商能夠達到多種規格,包括:
層特性——這包括層厚度、銅重量、銅箔類型(反向處理、電沉積、壓延銅、添加劑等)以及層壓板結構/編織樣式。
介電和阻抗要求——如果有需要達到的阻抗規范(信號和電源),您需要指定層中的介電常數以及層厚度和銅。
允許的替換和公差——制造商可以看到您允許他們修改的內容,以確保設計可以在任何地方可靠地生產。
我們不經常談論第3點,而是將DFM的重點作為第1點和第2點的一部分。如果您可以考慮到第3點中PCB層堆疊所需的可能更改,則可以消除收到不符合規格的電路板的風險。
為確保滿足您的PCB疊層需求,您可以使用一份重要文檔以指定您的電路板要求:PCB制造圖。您需要同時使用疊層圖和制造說明,將PCB層堆疊要求傳達給制造商。
從PCB層堆疊圖或表格開始
在制造圖中,您可以立即使用層堆疊圖指定堆疊的大部分要求。如果您希望為制造廠提供電路板的基本要求,這是最簡單的方法。下面的示例是一個4層板的設計,可用于高速PCB、電源調節器模塊、微控制器板或其他通用板。
制造圖中的PCB層堆疊圖示例,這是在Draftsman中創建的
從這張圖紙中,我們已經可以看到制造廠需要滿足的幾個重要規格:
層厚和層數
每層的銅重量
特定材料集(此處為ITEQ IT-180BS/IT-180C)
與每層匹配的Gerber文件擴展名
有時,當我收到客戶的需求清單時,這些要點會被編譯成一個疊層文檔。將設計輸出提交給制造商時,可以將疊層文件或其他要求文件作為文件包的一部分,但此信息也應反映在制造圖紙中。最好的方法是使用如上所示的疊層圖。
阻抗和介電特性如何?如果您在設計時考慮了特定的材料集,盡管這些內容可以包含在您的PCB層堆疊圖中,您也無需明確列出。為確保制造廠在設計中考慮到這些公差,您必須指定可接受的跡線寬度和層厚公差。
疊層和跡線寬度的公差
為了確保達到介電常數目標、熱/化學特性目標或阻抗目標(假設您已指定),有三種方法可以在設計中繼續:
在進行任何設計工作之前,請讓制造廠批準您的疊層。如果他們批準,請確保他們根據受控阻抗數據,為您的阻抗值指定跡線寬度。如果您圍繞此跡線寬度和層堆疊進行設計,那么您就會知道您在制造圖中提供的規格將產生所需的電氣行為。
為將在PCB疊層中使用的任何兼容材料指定IPC條紋板一致性。您需要知道初始材料選擇所需的條紋板。
允許制造商根據需要調整跡線寬度,以適應PCB疊層中使用的任何材料互換。您無需指定特定的條紋板或材料名稱,盡管您可以在制造說明中隨意這樣做。
選項#1可確保您的電路板準確無誤,但僅限于僅提供特定材料集的制造商。選項#2和#3更為通用,它們試圖覆蓋所有情況,但您可能必須請求在制造過程中實施阻抗控制測試。在制作說明中實施選項#2很簡單。下圖顯示了一個制造注釋示例,清楚地說明了您的材料集必須符合哪個條紋板(注釋16.C,以紅色標出)。請注意,即使不需要阻抗控制,也可以采用這種方法。
本制造說明規定了條紋板的一致性,以便制造商僅使用兼容的材料集進行替換
在選項#3中,您的制造廠可能需要稍微調整這些規格。您需要在制造注釋中指定層厚度和跡線寬度的允許公差。下面的例子顯示了如何將其指定為制造廠的允許公差。紅色框定義了設計中最初提供給制造廠的標稱阻抗目標。藍色框規定了軌跡寬度和層厚度的允許公差。
這兩個制造說明允許制造商調整跡線或層的幾何形狀,以便可以在注釋18.A中指定的公差范圍內達到阻抗目標
通過這樣做,您考慮到了這樣一個事實,即制造廠使用的材料可能具有與您在設計中使用的材料不同的介電常數。因為他們并不總是能夠達到要求的介電常數,所以他們將不得不調整跡線以補償任何導致阻抗超出注釋18.A中定義的規格的主要差異。當您準備好編譯PCB設計文檔并將制造文件包發送到生產環境時,請使用Altium Designer包含的Draftsman軟件包中的自動繪圖工具。準備好向制造商發布您的制造數據后,您就可以通過Altium 365平臺輕松共享和協作您的設計了。您可以在一個軟件包中找到設計和生產高級電子產品所需的一切。
審核編輯:彭菁
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原文標題:【技術博客】向制造商傳達PCB層堆疊需求
文章出處:【微信號:AltiumChina,微信公眾號:Altium】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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