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如何通過優(yōu)化PCB疊層設計減少生產步驟?

  • 2025-05-13 09:33:00
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PCB制造中,疊層設計直接影響生產效率和成本。通過合理規(guī)劃層疊結構,可顯著減少生產步驟并提升良率。

一、減少層數與采用HDI技術

  1. 簡化層數需求
    通過分析核心信號類型(如高速信號、電源層)和元件密度,確定最少層數。例如,BGA封裝器件需至少4層板,而普通雙面板可滿足簡單電路需求。避免冗余層設計,每增加一層會增加層壓、鉆孔等工序。

  2. 使用HDI疊層技術
    HDI(高密度互連)疊層通過盲孔/埋孔替代傳統(tǒng)通孔,減少層壓次數。例如,1-N-1疊層結構僅需一次層壓,而傳統(tǒng)疊層需多次壓合。HDI還能縮小線寬/線距,減少后續(xù)阻焊和絲印步驟。


二、對稱設計與材料標準化
3. 對稱疊層結構
采用上下對稱的層疊方式(如GND-SIG-GND-SIG),可平衡熱膨脹系數,減少板彎曲風險,避免因形變導致的二次加工。例如,10層板采用GND02-PWR05-GND07-PWR10對稱分布。

  1. 統(tǒng)一材料規(guī)格
    選擇常規(guī)FR-4板材和標準銅厚(1oz/2oz),避免特殊材料帶來的工藝調整。例如,普通板材介電常數4.0-4.5,無需額外調整阻抗計算參數。

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三、優(yōu)化信號與電源布局
5. 關鍵信號層獨立設置
將高速信號(如DDR、PCIe)布于內層,兩側緊鄰GND平面,減少串擾和EMI問題,避免后期增加屏蔽層。例如,SIG03層上下均為GND02和GND04。

  1. 電源層與地層相鄰
    電源層與GND層直接相鄰可降低阻抗,減少去耦電容數量。例如,PWR05層上下為GND04和GND06,簡化電源完整性設計。


四、阻抗控制與工藝簡化
7. 規(guī)律化阻抗參數
統(tǒng)一線寬/間距組合(如50Ω采用6.5mil線寬+6.5mil間距),減少生產中的參數調整次數。例如,表層50Ω線寬固定為6.5mil,內層統(tǒng)一為4.8mil。

  1. 減少過孔類型
    優(yōu)先使用機械鉆孔替代激光鉆孔,避免混合孔工藝。例如,HDI疊層中盲孔僅需一次激光鉆孔,減少工序。


五、工藝參數優(yōu)化
9. 預浸料厚度匹配
選擇標準PP片厚度(如106、2116),確保層壓后介質厚度誤差小于±10%。例如,1.6mm板厚中PP片總厚度占0.8mm。

  1. 銅箔厚度分級
    信號層用1oz銅(1.2mil),電源層用2oz銅(2.4mil),減少電鍍次數。例如,PWR05層采用2oz銅厚,一次電鍍即可滿足載流需求。