刚性電(diàn)路设计

2020-09-11

在電(diàn)路设计中，我们经常看到设计和工程角色与各种其他(tā)专业领域相交并重叠。毕竟，我们使用(yòng)EDA软件来跨越電(diàn)气设计和机械设计之间的鸿沟。此外，随着PCB设计师越来越意识到他(tā)们的工作对环境的影响，对于设计师来说，将可(kě)持续性设计融入他(tā)们的工作变得很(hěn)重要。不用(yòng)说，工程需要灵活性，适应性和多(duō)功能(néng)性。 

这些相同的特性在PCB设计人员使用(yòng)的材料中也是理(lǐ)想的。刚性PCB，柔性PCB和刚挠PCB均提供不同程度的灵活性和实用(yòng)性。尽管柔性PCB被认為(wèi)是最适合的选择，但刚性電(diàn)路板仍然具有(yǒu)自己的优势。在给定消费者和工业需求的情况下，重要的是要了解每种选择的利弊，以使最佳的PCB解决方案与设计相匹配。 

从電(diàn)路板设计过渡到产品发布时，刚性PCB的优势在于可(kě)控制成本，以应对大量生产任務(wù)，缩短交货时间并降低安装成本。由于材料选择，组件和设计技术，减少的孔数，表面光洁度要求，阻焊层要求，测试参数和较低的环境影响，导致生产成本降低。在这些因素中，层压板是最大的成本构成部分(fēn)。

不同类型的板可(kě)满足不同的需求

不同类型的電(diàn)路板可(kě)满足不同的应用(yòng)需求。一侧带有(yǒu)走線(xiàn)和组件的单层PCB提供基本功能(néng)和低成本，同时与功能(néng)较少的较简单产品匹配。双层板的两面都有(yǒu)走線(xiàn)和元件，基板夹在导電(diàn)层之间。较厚的多(duō)层刚性電(diàn)路板具有(yǒu)多(duō)层，通过電(diàn)介质材料分(fēn)為(wèi)信号，電(diàn)源和接地层。多(duō)层板适用(yòng)于具有(yǒu)较高速度和工作频率的高密度应用(yòng)。

刚性電(diàn)路板也根据用(yòng)于保护裸露電(diàn)路的電(diàn)镀层的类型而有(yǒu)所不同。浸银镀层可(kě)提供出色的可(kě)焊性，适用(yòng)于细间距组件，并且孔尺寸均匀。浸银确实可(kě)以处理(lǐ)热冲击。尽管镍/硬金表面涂层可(kě)防止腐蚀和抗蚀剂磨损，并且可(kě)用(yòng)于压力接触，但表面涂层却没有(yǒu)可(kě)比的耐磨性。其他(tā)電(diàn)镀类型包括哑光镍锡，有(yǒu)机可(kě)焊性防腐剂，锡铅和化學(xué)镀镍/浸金。某些電(diàn)镀类型（例如金）需要特殊的设计约束。

设计多(duō)层刚性電(diàn)路板时，始终以偶数层开始。用(yòng)于電(diàn)路板的電(diàn)介质的厚度取决于材料的类型，尺寸以及应用(yòng)所需的公差。良好的PCB设计可(kě)建立一个根据電(diàn)路板的z轴平衡的布局。平衡每层的電(diàn)介质厚度，每层的铜厚度，铜的分(fēn)布以及信号层，接地层和電(diàn)源层的位置，可(kě)以确保電(diàn)路板满足弓形或扭曲规范。

可(kě)制造性设计（DFM）要求团队考虑设计的关键特征。这些功能(néng)包括层堆叠，電(diàn)介质间距，钻孔图，電(diàn)路板外形尺寸，任何阻抗要求以及盲孔和埋孔的说明。有(yǒu)关每个功能(néng)的决定会影响另一个功能(néng)的设计。团队提交给制造商(shāng)的图纸描述影响電(diàn)路板制造的任何電(diàn)气特性，这一点很(hěn)重要。

反过来，制造商(shāng)将确定设计是否具有(yǒu)1类（一般复杂性），2类（标准复杂性）或3类（高设计复杂性）。每个级别的复杂性都会影响组件的放置，走線(xiàn)宽度和走線(xiàn)间隔。例如，标准复杂性将组件放置在0.5mm的网格上，并且在集成電(diàn)路引線(xiàn)之间最多(duō)具有(yǒu)两条走線(xiàn)。迹線(xiàn)的宽度和间距為(wèi)0.125mm至0.15mm。

一旦设计团队和制造商(shāng)就设计复杂性达成一致，他(tā)们还可(kě)以确定通孔焊盘的直径，孔的标注以及多(duō)层的铜重量。由于底蚀和其他(tā)因素，蚀刻工艺可(kě)能(néng)会更改走線(xiàn)宽度。选择合适的覆铜重量可(kě)以减少蚀刻的总铜量和横向蚀刻的可(kě)能(néng)性。较厚的铜增加了交易宽度公差和变化量。由于对長(cháng)宽比，钻孔和加工设备的影响，制造商(shāng)需要知道最大的成品板厚度（铜到铜）。