PCB壓合的原理和流程
為什么常規(guī)阻抗控制只能是10%的偏差?不少的朋友非常希望阻抗能控制到5%,深聯(lián)電路甚至還聽說過2.5%的阻抗要求。
其實(shí),阻抗控制常規(guī)是10%偏差,稍微嚴(yán)格一點(diǎn)的,能做到8%,有很多方面的原因:
1、 板材來料本身的偏差
2、 PCB加工過程的蝕刻偏差
3、 PCB加工過程層壓帶來的流膠率等偏差
4、 高速的時(shí)候,銅箔的表面粗造度,PP的玻纖效應(yīng),介質(zhì)的DF頻變效應(yīng)等
了解阻抗,就一定要了解加工,后面的幾篇文章,就來看看一些加工的知識(shí),第一篇先來看看層壓:
1、 PCB壓合的原理
壓合最主要的目的在于透過“熱與壓力”使PP結(jié)合不同內(nèi)層芯板及外層銅箔, 并利用外層銅箔作為外層線路之基地。而不同的PP組成搭配不同的內(nèi)層板材與面銅則可調(diào)配出不同規(guī)格厚度的線路板。壓合制程是 PCB多層板制造最重要的制程,須達(dá)到壓合后各項(xiàng)PCB基本質(zhì)量指針。
1、厚度 :提供相關(guān)電氣絕緣性、阻抗控制、及內(nèi)層線路間之填膠。
2、結(jié)合性 :提供與內(nèi)層黑(棕)化及外層銅箔之接合。
3、尺寸穩(wěn)定性 :各內(nèi)層板尺寸變化一致性,保障各層孔環(huán)對(duì)準(zhǔn)度。
4、板翹 :維持板材之平坦性。
2、 PCB壓合的流程
壓板工序必須具備的條件
A. 物質(zhì)條件:
※制作好導(dǎo)線圖形的內(nèi)層芯板
※銅箔
※半固化片
B. 工藝條件:
※高溫
※高壓
3、 壓合材料之PP介紹
特性:
半固化片的特性
A. RC%(Resin content):指膠片中除了玻璃布以外,樹脂成分所占的重量百分比。RC%的多少直接影響到樹脂填充導(dǎo)線間空隙的能力,同時(shí)決定壓板后的介電層厚度。
B. RF%( Resin flow):指壓板后,流出板外的樹脂占原來半固化片總重的百分比。RF%是反映樹脂流動(dòng)性的指標(biāo),它也決定壓板后的介電層厚度
C 。VC%(volatile content):指半固化片經(jīng)過干燥后,失去的揮發(fā)成分的重量占原來重量的百分比。VC%的多少直接影響壓板后的品質(zhì)。
功能:
1、作為內(nèi)外層線路的結(jié)合介質(zhì)。
2、提供適當(dāng)?shù)慕^緣層厚度,膠片是由玻纖布與樹脂組成,同一種玻纖布膠片壓合后的厚度差別主要是由不同的樹脂含量來調(diào)整而不是由壓合條件來決定。
3、阻抗控制,在主要四個(gè)影響因素中, Dk值及介電層厚度兩項(xiàng)是由膠片特性來決定,所組成的膠片其Dk值可概由下列公式求出。
Dk=6.01-3.34R R:樹脂含量 %
因此在估算阻抗時(shí)所使用的Dk值,即可依迭合膠片組合中玻纖布及樹脂之比例作推算。
PP填膠后的實(shí)際厚度計(jì)算如下:
PP壓合后厚度
1、厚度= 單張PP理論厚度 – 填膠損失
2、 填膠損失 = (1-A面內(nèi)層銅箔殘銅率)x內(nèi)層銅箔厚度 + (1-B面內(nèi)層銅箔殘銅率)x內(nèi)層銅箔厚度/3、內(nèi)層殘銅率=內(nèi)層走線面積/整板面積
上圖兩個(gè)內(nèi)層的殘銅率如下所示:
請(qǐng)注意以上的公式,如果是在計(jì)算次外層的填膠損失,我們只需計(jì)算一面,不用計(jì)算外層的殘銅率。如下:
填膠損失 = (1-內(nèi)層銅箔殘銅率)x內(nèi)層銅箔厚度
壓合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)優(yōu)先選用厚度較大的thin core(尺寸穩(wěn)定性相對(duì)較好)
(2)優(yōu)先選用成本低之PP(對(duì)于同種玻璃布型PP,樹脂含量高低基本不影響價(jià)格)
(3)優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)對(duì)稱的結(jié)構(gòu),避免成品后PCB翹曲。如下圖為不稱結(jié)構(gòu),不建議使用。
(4)介質(zhì)層厚度>內(nèi)層銅箔厚度×2
(5)1-2層及n-1/n層間禁止單張使用低樹脂含量PP,如7628×1(n為層數(shù))
(6)對(duì)于有3張或以上的半固化片排在一起或介電層厚度大于25mil,除最外層與最里層使用PP外,中間PP用光板代替
(7)第2層、n-1層為2oz底銅且1-2層及n-1/n層絕緣層厚度《14mil時(shí),禁止使用單張PP,最外層需用高樹脂含量PP,如2116、1080;殘銅率小于80%的盡量避免使用單張1080PP
(8)內(nèi)層銅1oz的板,1-2層及n-1/n層使用1張PP時(shí),該P(yáng)P需選用高樹脂含量,除7628×1外
(9)內(nèi)層銅≥3oz的板禁止用單張PP,一般不用7628,須使用多張樹脂含量高的PP,如106、1080、2116……
(10)對(duì)于含有無銅區(qū)大于3″×3″或1″×5″的多層板,芯板間一般不單張使用PP.
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