无卤素pcb
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多层电路板按照层数可以分为单面板、双层板以及多层板,多层板是指层数为4层以上的电路板。对于很多小型化产品、高速产品会用到板,如手机、路由、交换机等。 那么,多层PCB板设计需要注意哪些事项呢?
一、为什么要用多层板?
1、产品小型化的要求:
当前,电子产品向小型化靠拢,但是所用芯片、元器件并不少,导致PCB无法走线,只能以层数来换面积。
2、高速信号完整性的要求:
随着电子技术发展,路由、手机、交换机、基站等高速信号产品,易受干扰、串扰,多层板可以有效提高信号的完整性,把信号受干扰程度降到低。
二、需要注意的事项:
PCB的叠层设计不是层的简单堆叠,其中地层的安排是关键,它与信号的安排和走向有密切的关系。多层板的设计和普通的PCB相比,除了添加了必要的信号走线层之外,重要的就是安排了立的电源和地层(铺铜层)。在高速数字电路系统中,使用电源和地层来代替以前的电源和地总线的优点主要在于:
1)为数字信号的变换提供一个稳定的参考电压。
2)均匀地将电源同时加在每个逻辑器件上。
3)有效地抑制信号之间的串扰。
其原因在于,使用大面积铺铜作为电源和地层大大减小了电源和地的电阻,使得电源层上的电压均匀平稳,而且可以每根信号线都有很近的地平面相对应,这同时也减小了信号线的特征阻抗,也可有效地减少串扰。所以,对于某些的高速电路设计,已经明确规定一定要使用6层(或以上的)的叠层方案,如Intel对PC133内存模块PCB的要求。这主要就是考虑到多层板在电气特性,以及对电磁辐射的抑制,甚至在抵抗物理机械损伤的能力上都明显优于低层数的PCB。
一般情况下均按以下原则进行叠层设计:满足信号的特征阻抗要求;满足信号回路小化原则;满足小化PCB内的信号干扰要求;满足对称原则。具体而言在设计多层板时需要注意以下几个方面:
1)一个信号层应该和一个敷铜层相邻,信号层和敷铜层要间隔放置,好每个信号层都能和至少一个敷铜层紧邻。信号层应该和临近的敷铜层紧密耦合(即信号层和临近敷铜层之间的介质厚度很小)。
2)电源敷铜和地敷铜应该紧密耦合并处于叠层中部。缩短电源和地层的距离,有利于电源的稳定和减少EMI。尽量避免将信号层夹在电源层与地层之间。电源平面与地平面的紧密相邻好比形成一个平板电容,当两平面靠的越近,则该电容值就越大。该电容的主要作用是为高频噪声(诸如开关噪声等)提供一个低阻抗回流路径,从而使接收器件的电源输入拥有更小的纹波,增强接收器件本身的性能。
3)在高速的情况下,可以加入多余的地层来隔离信号层,多个地敷铜层可以有效地减小PCB的阻抗,减小共模EMI。但建议尽量不要多加电源层来隔离,这样可能造成不必要的噪声干扰。
4)系统中的高速信号应该在内层且在两个敷铜之间,这样两个敷铜可以为这些高速信号提供屏蔽作用,并将这些信号的辐射限制在两个敷铜区域。
5)考虑高速信号、时钟信号的传输线模型,为这些信号设计一个完整的参考平面,尽量避免跨平面分割区,以控制特性阻抗和信号回流路径的完整。
6)两信号层相邻的情况。对于具有高速信号的板卡,理想的叠层是为每一个高速信号层都设计一个完整的参考平面,但在实际中我们总是需要在PCB层数和PCB成本上做一个权衡。在这种情况下不能避免有两个信号层相邻的现象。目前的做法是让两信号层间距加大和使两层的走线尽量垂直,以避免层与层之间的信号串扰。
7)铺铜层好要成对设置,比如六层板的2、5层或者3、4层要一起铺铜,这是考虑到工艺上平衡结构的要求,因为不平衡的铺铜层可能会导致PCB的翘曲变形。
8)次表面(即紧靠表层的层)设计成地层,有利于减小EMI。
9)根据PCB器件密度和引脚密度估算出所需信号层数,确定总层数。
板层的结构是决定系统的EMC性能一个很重要的因素。一个好的板层结构对抑制PCB中辐射起到良好的效果。在现在常见的高速电路系统中大多采用多层板而不是单面板和双面板。
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.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.
PCB多层板表面处理方式
1.热风整平涂布在PCB表面的熔融锡铅焊料和加热压缩空气流平(吹气平整)过程。使其形成抗铜氧化涂层,可提供良好的可焊性。热风焊料和铜在结合处形成铜 - 锡金属化合物,其厚度约为1~2mil;
2.有机抗氧化(OSP)通过化学方法在清洁的裸铜表面上生长一层有机涂层。这种PCB多层板薄膜具有抗氧化,耐热冲击,防潮,以保护铜表面在正常环境下不再生锈(氧化或硫化等);同时,在随后的焊接温度下,焊接用焊剂很容易快速去除;
3.镍金化学在铜表面,涂有厚实,良好的镍金合金电性能,可以保护PCB多层板。很长一段时间不像OSP,它只用作防锈层,它可以用于长期使用PCB并获得良好的电能。此外,它还具有其他表面处理工艺所不具备的环境耐受性;
4.化学镀银沉积在OSP与化学镀镍/镀金之间,PCB多层板工艺简单快速。暴露在炎热,潮湿和污染的环境中仍然提供良好的电气性能和良好的可焊性,但失去光泽。由于银层下没有镍,沉淀的银不具有化学镀镍/浸金的所有良好的物理强度;
5.在PCB多层板表面导体上镀镍金,镀一层镍然后镀一层金,镀镍主要是为了防止金与铜之间的扩散。有两种类型的镀镍金:软金(,这意味着它看起来不亮)和硬金(光滑,坚硬,耐磨,钴和其他元素,表面看起来更亮)。软金主要用于芯片包装金线;硬金主要用于非焊接电气互连。
6.PCB混合表面处理技术选择两种或两种以上表面处理方法进行表面处理,常见的形式有:镍金防氧化,镀镍金沉淀镍金,电镀镍金热风整平,常见形式有:镍金防 - 氧化,镀镍金沉淀镍金,电镀镍金热风整平,重镍和金热风平整。尽管PCB多层板表面处理过程的变化并不显着,并且似乎有些牵强,但应该注意的是,长期缓慢的变化将导致的变化。随着对环境保护的需求不断增加,PCB的表面处理工艺必将在未来发生变化。
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。
PCB电路板沉金与镀金工艺的区别?
镀金,一般指的是“电镀金”、“电镀镍金”、“电解金”等,有软金和硬金的区分(一般硬金是用于金手指的),原理是将镍和金(俗称金盐)溶化于化学药水中,将线路板浸在电镀缸内并接通电流而在电路板的铜箔面上生成镍金镀层,电镍金因镀层硬度高,耐磨损,不易氧化的优点在电子产品中得到广泛的应用。
沉金是通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层,一般厚度较厚,是化学镍金金层沉积方法的一种,可以达到较厚的金层。
沉金与镀金的区别:
1、沉金与镀金所形成的晶体结构不一样,沉金对于金的厚度比镀金要厚很多,沉金会呈金黄色,较镀金来说更黄(这是区分镀金和沉金的方法之一)。
2、沉金比镀金更容易焊接,不会造成焊接不良。
3、沉金板的焊盘上只有镍金,信号的趋肤效应是在铜层上传输,不会对信号产生影响。
4、沉金比镀金的晶体结构更致密,不易产生氧化。
5、镀金容易使金线短路。而沉金板的焊盘上只有镍金,因此不会产生金线短路。
6、沉金板的焊盘上只有镍金,因此导线电阻和铜层的结合更加牢固。
7、沉金板的平整性与使用寿命较镀金板要好。