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用于多层PCB制作过程的PCB布局


魔术师从帽子里变出兔子的图片

“谁不喜欢精彩的魔术呢,”至少这是人们常说的。我绝对是那种非常喜欢魔术的人。更重要的是,我想确切地知道这个魔术是如何完成的,我会花各种各样的时间试图弄清楚它。他们让硬币消失一定有什么合理的原因,我想知道那是什么!

正如人们想知道魔术是如何运作的一样,他们也想了解印刷电路板是如何神奇地制造出来的。幸运的是,在我的职业生涯中,了解PCB制造是一种工作要求,所以我将在这里向你们传递一些知识。我可以向你保证,虽然制造PCB看起来像魔术,但这里没有从帽子里变出兔子。所以如果你允许我,坐下来,当我拉起帷幕在多层PCB制作过程中惊讶。

多层PCB制作工艺设置

当你完成你的印刷电路板设计并完成所有的设计和制造规则检查,你的输出文件将去PCB制造商。你的制造商要做的第一件事就是运行和你刚才做的一样的检查,但他们会检查你的设计是否符合他们的特定流程。一旦他们满意这个板可以按照设计来建造,他们将使用你的设计输出数据来创建PCB制作所需的图像

为了创建这些图像,一些制作商会使用摄影绘图仪来制作工具胶片,而另一些则会使用更先进的直接成像技术。无论是用紫外光通过光刻术使光刻胶上的图像闪现,还是用聚焦激光束直接曝光光刻胶,结果都是一样的。PCB的迹线、通孔、衬垫和其他金属特征将被成像到光刻胶中,以创建物理电路板。我们将在下一节中更多地讨论光刻胶,因为我们开始建立PCB的内层。

经过多层PCB制作工艺的电路板图片

在零件装配到其上之前的印刷电路板

建立电路板的内层

印刷电路板的内层由环氧树脂和通常称为FR-4的玻璃纤维的芯材组成。也有其他的材料,但这是更常见的材料用于创建板基板。铜也被预先粘合在这个核心材料的两侧,以创建所谓的内层层压板。

将光刻胶材料涂覆在铜上,并将PCB CAD数据中的一层图像暴露在光刻胶上。暴露的区域会变硬并保护所覆盖的铜,而未暴露的区域将保持柔韧,使其被化学清洗掉。一旦这个光刻胶被移除,那些未受保护的铜区域现在可以被蚀刻掉,而被硬化的光刻胶掩盖的铜将保留下来。当蚀刻完成时,硬化的光刻胶也被去除,留下PCB的内层金属电路。

对每一对内层重复此步骤。一旦完成,在进入叠层阶段之前,将由自动化系统进行检查。

复合多层板在一起

为了将层压在一起,使用了一块浸渍环氧树脂的玻璃纤维,称为“预浸料”。接下来,内层及其相邻层的预浸料被小心地堆叠在一起,以保持铜电路的层到层对齐。然后用一层薄薄的铜箔覆盖在板的顶部和底部的外部预浸层上,编译好的PCB夹层就准备好分层了。为了完成叠层过程,PCB夹层被加热和压在一起,融合成一个完整的电路板层。

在这一点上,叠层PCB是准备钻孔,然后接着一层薄薄的铜被应用到涂层的那些钻孔的内部。下一步是添加顶部和底部电路,类似于内层是如何创建的,只是这一次反向图像是用来曝光光刻胶。通过这种方式,柔韧的光刻胶被清除掉的铜电路需要添加。这些区域的电路被镀,然后覆盖锡的保护。剩下的光刻胶被移除,任何不必要的铜被蚀刻掉,只留下由锡保护的电路。最后,把罐头也拿掉。

OrCAD PCB Designer 3D布局截图

先进的PCB设计CAD工具将允许您创建最好的装配板

完成最后的收尾工作

一旦PCB已经蚀刻和层压,最后的触摸被添加。焊锡掩膜使用UV工艺,表面饰面,丝网和其他标记也被应用。制作过程的最后一步是对电路板的连续性进行电气测试,然后通过最终检验验证,然后再将其运送到PCB组装工那里。

正如你所看到的,制造一个印刷电路板不是魔术,但它是一个复杂的操作,要求精度。为了确保你的下一个PCB是正确的构建,你需要确保它是正确的设计首先。要做到这一点,需要PCB设计工具,允许您精确地控制组件的位置和跟踪路由的规则和约束,以保持您的间距在正确的宽度无错误的制造。

PCB设计工具从Cadence给你这些功能,还有更多。设计规则和约束条件快板PCB设计者将给你所需的控制,以保持你的金属间距精确到你的制造商需要它。此外,Allegro为组件放置和跟踪路由提供了多个功能,这将使您成为那些依赖您为专业设计的板的魔术师。

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