关键词 |
PCB线路板 |
面向地区 |
阻燃特性 |
VO板 |
|
绝缘层厚度 |
薄型板 |
层数 |
多面 |
基材 |
铜 |
绝缘材料 |
陶瓷基 |
绝缘树脂 |
环氧树脂(EP) |
PCB高频板的定义:
高频板是指电磁频率较高的特种线路板,用于高频率(频率大于300MHZ或者波长小于1米)与微波(频率大于3GHZ或者波长小于0.1米)领域的PCB,是在微波基材覆铜板上利用普通刚性线路板制造方法的部分工序或者采用特殊处理方法而生产的电路板。一般来说,高频板可定义为频率在1GHz以上线路板。
随着科学技术的快速发展,越来越多的设备设计是在微波频段(>1GHZ)甚至与毫米波领域(77GHZ)以上的应用(例如现在很火的车载77GHz毫米波天线),这也意味着频率越来越高,对线路板的基材的要求也越来越高。比如说基板材料需要具有优良的电性能,良好的化学稳定性,随电源信号频率的增加在基材上的损失要求非常小,所以高频板材的重要性就凸现出来了。
深圳市赛孚电路科技有限公司成立于2011年,公司由多名电路板行业的级人士创建,是国内的PCB/FPC快件服务商之一。
PCB高频板布局时需注意的要点
(1)高频电路倾向于具有高集成度和高密度布线。使用多层板既是布线所必需的,也是减少干扰的有效手段。
(2)高速电路装置的引脚之间的引线弯曲越少越好。高频电路布线的引线优选为实线,需要绕线,并且可以以45°折叠线或圆弧折叠。为了满足该要求,可以减少高频信号的外部传输和相互耦合。
(3)高频电路器件的引脚之间的引线越短越好。
(4)高频电路装置的引脚之间的配线层之间的交替越少越好。所谓“尽可能减少层间交叉”是指在组件连接过程中使用的过孔(Via)越少越好,据估计,一个过孔可以带来大约为0.5 pF的分布电容。,减少了过孔数量。可以大大提高速度。
(5)高频电路布线应注意信号线的平行线引入的“交叉干扰”。如果无法避免并行分布,则可以在并行信号线的背面布置大面积的“接地”,以大大减少干扰。同一层中的平行走线几乎是不可避免的,但是在相邻的两层中,走线的方向彼此垂直。
(6)包围特别重要的信号线或本地单元的接地措施,即绘制所选对象的外轮廓。使用此功能,可以在所选的重要信号线上自动执行所谓的“数据包”处理。当然,对于高速系统来说,将此功能用于时钟等组件的本地处理也是非常有益的。
(7)各种类型的信号走线不能形成环路,并且接地线也不能形成电流环路。
(8)应在每个集成电路块附近放置一个高频去耦电容器。
(9)将模拟接地线和数字接地线连接到公共接地线时,应使用高频湍流链路。在高频湍流链的实际组装中,经常使用穿过中心孔的高频铁氧体磁珠,并且在电路原理图中通常没有表示,并且所得的网表不包括此类组件,布线将忽略其存在。响应于此现实,它可以用作原理图中的电感器,并且在PCB组件库中单定义组件封装,并在布线之前将其手动移动到公共接地线的会聚点附近的合适位置。。
(10)模拟电路和数字电路应分开布置。立布线后,电源和地线应连接在一个点上,以避免相互干扰。
(11)在将DSP芯片外程序存储器和数据存储器连接到电源之前,应添加滤波电容器并将其尽可能靠近芯片电源引脚放置,以滤除电源噪声。另外,建议在DSP和片外程序存储器以及数据存储器周围进行屏蔽,以减少外部干扰。
(12)芯片外程序存储器和数据存储器应尽可能靠近DSP芯片放置。同时,布局应合理,以使数据线和地址线的长度基本相同,尤其是当系统中有多个存储器时,应考虑每个存储器的时钟线。时钟输入距离相等,或者可以添加单的可编程时钟驱动器芯片。对于DSP系统,应选择访问速度与DSP相同的外部存储器,否则将无法充分利用DSP的高速处理能力。DSP指令周期为纳秒,因此DSP硬件系统中常见的问题是高频干扰。因此,在制作DSP硬件系统的印刷电路板(PCB)时,应特别注意地址线和数据线。信号线的接线应正确合理。接线时,请尝试使高频线短而粗,并远离易受干扰的信号线,例如模拟信号线。当DSP周围的电路更复杂时,建议将DSP及其时钟电路,复位电路,片外程序存储器和数据存储器组成一个小的系统,以减少干扰。
PCB设计的布线规则
在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是为它而做的,在整个PCB中,以布线的设计过程限定高,技巧细、工作量大。
PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种:自动布线及交互式布线,在自动布线之前,可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。
自动布线的布通率,依赖于良好的布局,布线规则可以预先设定, 包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般行探索式布经线,快速地把短线连通,然后进行迷宫式布线,先把要布的连线进行全局的布线路径优化,它可以根据需要断开已布的线。并试着重新再布线,以改进总体效果。
对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了,它浪费了许多宝贵的布线通道,为解决这一矛盾,出现了盲孔和埋孔技术,它不仅完成了导通孔的作用,还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便,更加流畅,更为完善,PCB板的设计过程是一个复杂而又简单的过程,要想很好地掌握它,还需广大电子工程设计人员去自已体会,才能得到其中的真谛。
1. 电源、地线的处理
既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待,把电、地线所产生的噪音干扰降到低限度,以产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因, 现只对降低式抑制噪音作以表述:
(1)众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
(2)尽量加宽电源、地线宽度,好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5mm对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)
(3)用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。
2. 数字电路与模拟电路的共地处理
现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰。
数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。
3. 信号线布在电(地)层上
在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。应考虑用电源层,其次才是地层。因为好是保留地层的完整性。
4. 大面积导体中连接腿的处理
在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如:①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。
所以兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heat shield)俗称热焊盘(Thermal),这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电(地)层腿的处理相同。
5. 布线中网络系统的作用
在许多CAD系统中,布线是依据网络系统决定的。网格过密,通路虽然有所增加,但步进太小,图场的数据量过大,这必然对设备的存贮空间有更高的要求,同时也对象计算机类电子产品的运算速度有的影响。而有些通路是无效的,如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏,通路太少对布通率的影响。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。
标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
6. 设计规则检查(DRC)
布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方面:
(1)线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。
(2)电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗)在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。
(3)对于关键的信号线是否采取了佳措施,如长度短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开。
(4)模拟电路和数字电路部分,是否有各自立的地线。
(5)后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。
(6)对一些不理想的线形进行修改。
(7)在PCB上是否加有工艺线?阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量。
(8)多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。
7. 检查是否有锐角、阻抗不连续点等
(1)对于高频电流来说,当导线的拐弯处呈现直角甚至锐角时,在靠近弯角的部位,磁通密度及电场强度都比较高,会辐射较强的电磁波,而且此处的电感量会比较大,感抗便也比钝角或圆角要大一些。
(2)对于数字电路的总线布线来说,布线拐弯呈现钝角或圆角,布线所占的面积比较小。在相同的线间距条件下,总的线间距所占的宽度要比直角拐弯的少0.3倍。
8. 检查3W、3H原则
(1)时钟、复位、100M以上信号以及一些关键的总线信号等与其他信号线布线满足3W原则,同层和相邻层无较长平行走线,且链路上过孔尽量少。
(2)高速信号的过孔数量问题,有些器件指导书上一般对高速信号的过孔数量要求比较严格,咨询互连的原则的是除了的管脚fanout过孔外,严禁在内层打多余的过孔,他们布过8G的PCIE 3.0的走线,也打过4个过孔,没有问题。
(3)同层时钟及高速信号中心距需严格满足3H(H为走线层到回流平面间距);相邻层的信号严禁重叠,建议也满足3H的原则,关于上述的串扰问题,有工具可以检查的。
深圳市赛孚电路科技有限公司成立于2011年,公司由多名电路板行业的级人士创建,是国内的PCB/FPC快件服务商之一。公司成立以来,一直专注样品,中小批量领域。快速的交付以及过硬的产品品质赢得了国内外客户的信任。公司是广东电路板行业协会会员企业,是深圳高新技术认证企业。拥有完善的质量管理体系,先后通过了ISO9001、ISO14000、TS16949、UL、RoHS认证。公司目前拥有员工300余人,厂房面积9000平米,月出货品种6000种以上,年生产能力为150000平方米。为了满足客户多样化需求,2017年公司成立了PCBA事业部,自有SMT生产线,为客户提供PCB+SMT一站式服务。 公司一直致力于“打造中国的PCB制造企业”。注重人才培养,倡导全员“自我经营”理念,拥有一支朝气蓬勃、敬业、经验丰富的技术、生产及管理队伍;专注于PCB的工艺技术的研究与开发,努力提升公司在PCB领域内的技术水平和制造能力.
公司产品广泛应用于通信、工业控制、计算机应用、航空航天、、医疗、测试仪器、电源等各个领域。我们的产品包括:高多层PCB、HDI PCB、PCB高频板、软硬结合板、FPC等特种高难度电路板,专注于多品种,中小批量领域。我们的客户分布各地,目前外销订单占比70%以上。
深圳市赛孚电路科技有限公司成立于2011年,公司由多名电路板行业的级人士创建,是国内的HDI PCB/软硬结合板服务商之一。
线路板中无论刚性、挠性、刚挠结合多层板,以及用于IC封装基板的模组基板,为电子设备做出贡献。线路板行业在电子互连技术中占有重要地位。
HDI板,是指High Density Interconnect,即高密度互连板,是PCB行业在20世纪末发展起来的一门较新的技术。就是采用增层法及微盲埋孔所制造的多层板。
微孔:在PCB中,直径小于6mil(150um)的孔被称为微孔。
埋孔:BuriedViaHole,埋在内层的孔,在成品看不到,主要用于内层线路的导通,可以减少信号受干扰的几率,保持传输线特性阻抗的连续性。由于埋孔不占PCB的表面积,所以可在PCB表面放置更多元器件。
盲孔:Blind Via,连接表层和内层而不贯通整版的导通孔。
传统的PCB板的钻孔由于受到钻刀影响,当钻孔孔径达到0.15mm时,成本已经非常高,且很难再次改进。而HDI板的钻孔不再依赖于传统的机械钻孔,而是利用激光钻孔技术(所以有时又被称为镭射板。)
HDI板的钻孔孔径一般为3-5mil(0.076-0.127mm),线路宽度一般为3-4mil(0.076-0.10mm),焊盘的尺寸可以大幅度的减小所以单位面积内可以得到更多的线路分布,高密度互连由此而来。
HDI技术的出现,适应并推进了FPC/PCB行业的发展。使得在HDI板内可以排列上更加密集的BGA、QFP等。目前HDI技术已经得到广泛地运用,其中1阶的HDI已经广泛运用于拥有0.5PITCH的BGA的PCB制作中。
HDI技术的发展推动着芯片技术的发展,芯片技术的发展也反过来推动HDI技术的提高与进步。
材料的分类
1、铜箔:导电图形构成的基本材料
2、芯板(CORE):线路板的骨架,双面覆铜的板子,即可用于内层制作的双面板。
3、半固化片(Prepreg):多层板制作不可缺少的材料,芯板与芯板之间的粘合剂,同时起到绝缘的作用。
4、阻焊油墨:对板子起到防焊、绝缘、防腐蚀等作用。
5、字符油墨:标示作用。
6、表面处理材料:包括铅锡合金、镍金合金、银、OSP等等。
当前对应HDI多层板技术进步的基板材料及所用环氧树脂的发展课题。HDI多层板技术发展在未来几年内的发展是:导电电路宽度/间距更细化、导通孔更小化、基板的绝缘层更加薄型化。
这一发展趋势给基板材料制造业提出了以下两大方面的重要课题:如何在HDI多层板的窄间距、微孔化不断深入发展的情况下,它的基板绝缘可靠性、通孔可靠性;如何实现CCL的更加薄型化。
方面课题归结为基板材料的可靠性问题,它由CCL基本性能(包括耐热性、耐离子迁移性、耐湿性、耐TCP性、介电性等)与基板加工性(微孔加工性、电镀加工性)两方面性能的综合体现,而所提及的CCL各方面具体性能都是与CCL用树脂性能相关。
所谓与树脂的相关性,就是环氧树脂应达到3个层的要求:要实现对树脂所需的性能指标;要在一些条件变化下确保这些性能的稳定;要有与其它树脂的共存性好(即互溶性、或反应性、或聚合物合金性好)。
实现CCL薄型化中对其所用的环氧树脂性能要求的技术含量较高。CCL薄型化技术主要是要解决板的刚性提高(便于工艺操作性,机械强度等)、翘曲变形减小的问题,薄型化CCL在工艺研发中,除了在半固化片加工工艺上需要有所改进、创新外,于树脂组成和增强材料技术也是十分关键的方面。
光模块是啥呢,其实就是信号转换器,就是在发送的时候先把电信号变成光信号,中间是光纤传送,在接收的时候再把电信号转成光信号,那个转换器就是光模块。
在光模块的产业链中,从上下游梳理,主要是光芯片、光器件、光模块和设备,所以你看,光模块属于产业链的靠下的位置,再往后就是通信设备商了。
而目前呢,咱们的瓶颈主要是在光芯片上。光模块的核心呢就是芯片,也就是咱们的瓶颈端。芯片呢又分光芯片和电芯片,尤其是光芯片,核心技术就是在光芯片。在光模块中,成本占比高的就是光芯片,基本在50%左右,电芯片的成本在20%左右。
光模块的逻辑是什么呢?
因为我们在跟踪一个行业或者公司的时候,在业绩弹性方面,通常会从两个方向考虑。就是价格会不会涨,第二就是需求会不会提高。如果价格也涨,销量也涨,那业绩的确定性就高,你看,今年大火的PCB不就是这个逻辑?
那我们先来看量。大家都知道,5G呢,基站的数量是要远远大于4G的,因为要传输速度快,信号好,所以波长就短频率就高,但是频率高就容易被挡,传输距离就进,所以需要的基站数量就要多,基本是4G的2倍。
这还不算那些小基站和微基站,都包括进来那用的更多,因为小基站的需求是宏基站的两倍,那就更多了。所以在5G的建设期,这个需求是持续放量的。
而进入5G时代之后,云计算、边缘计算的兴起带动超大规模数据中心与小型数据中心的建设也会兴起,所以数据中心方面的需求也快速放大,基本是4G时代的40倍以上。
那价格方面呢,因为5G时代对于性能的要求提高了,所以价格也会大幅提升,也就是说利润空间会大幅提升。
说到这,我又想起咱们前段时间说消费电子的逻辑,为什么放到射频和天线上,为什么不是摄像头和手机屏幕?根据量价提升的逻辑,大家琢磨下,就明白了。
除此之外,第二个逻辑是国产替代,比如现在主流的光模块用的是25G的,这种光芯片,咱们的国产化率不到5%,所以发力空间很大。
深圳市赛孚电路科技有限公司成立于2011年,公司由多名电路板行业的级人士创建,是国内的PCB/FPC快件服务商之一。快速的交付以及过硬的产品品质赢得了国内外客户的信任。公司是广东电路板行业协会会员企业,是深圳高新技术认证企业。拥有完善的质量管理体系,先后通过了ISO9001、ISO14000、TS16949、UL、RoHS认证。公司目前拥有员工300余人,厂房面积9000平米,月出货品种6000种以上,年生产能力为150000平方米。公司主要产品有:光模块PCB,PCB四层板,PCB六层板,PCB八层板,10层PCB板,12层PCB板,HDI,软硬结合板等产品类型
盲埋孔板件叠层结构设计原则
1 对于芯板厚度对所有用0.10mm芯板、孔径在0.25mm以下的一阶盲孔,使用100um的RCC,对所有用0.13mm芯板、孔径在0.25mm以下的盲孔,建议客户采用100T的RCC
2 对于N+结构的盲埋孔板件,叠层结构设计应遵循厚度一致或相近(厚度差小于0.20mm),当N或M层叠层结构中介质层厚度≥0.40mm,应采用内层芯板代替,对于多次压合的盲埋孔板件,工程在设计时考虑后一次压合厚度的匹配性。
3 对于盲埋孔电镀控制铜厚请工程备注:平均20um,单点大于18um。
4对于常规FR4材料,如果单张芯板没有盲埋孔结构,不可以使用芯板直接压合方式进行叠层设计,应采用PP+内层芯板方式设计
5 对于二阶HDI流程的板件外层采用负片电镀工艺。(即:外层电镀采用负片电镀、外层图形采用负片工艺,采用内层蚀刻线加工外层线路)
6、对于存在多次压合板件内层芯板预放比例相关规定参照《HDI、机械盲埋孔预放比例事宜》。
7.对于采用PP+内层芯板压合方式的内层板,板件有盲埋孔设计与表面铜厚要求完成1OZ铜厚的用12um铜箔或12um铜箔的RCC,在负片电镀后即可达到要求;
9.对内层要求完成HOZ铜厚用12um铜箔或12um铜箔的RCC,走内层电镀孔工艺,然后走负片工艺蚀刻。
10.板件没有盲埋孔只有铜厚要求的板件,直接用客户所需的铜箔厚度加工即可,不需进行沉铜、电镀加工流程。
11.对于芯板直接压合的板件,如板件需要进行电镀流程,内层芯板尽量采用阴阳铜结构。
12.对于多次压合板件外层补偿请参照《盲孔板外层线路补偿的补充规定》。
13.对所有类型的镀孔工艺(通孔、盲孔、埋孔等),不分板厚、孔径,镀孔菲林焊盘大小统一为:钻刀直径+3mil(即在单边加大1.5mil)。
14.二阶HDI板件不可以含有外层表面处理方式为全板镀金(水金)、金属化包边、金属化槽孔、负焊盘工艺,如有以上要求请沟通。
深圳市赛孚电路科技有限公司成立于2011年,公司由多名电路板行业的级人士创建,是国内的HDI PCB/FPC快件服务商之一。公司成立以来,一直专注样品,中小批量领域。 公司产品广泛应用于通信、工业控制、计算机应用、航空航天、、医疗、测试仪器、电源等各个领域。我们的产品包括:高多层PCB、HDI PCB、PCB高频板、软硬结合板、FPC等特种高难度电路板,专注于多品种,中小批量领域。我们的客户分布各地,目前外销订单占比70%以上。