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線路板廠如何對(duì)電路板的尺寸進(jìn)行規(guī)劃與控制

文章來源：責(zé)任編輯作者：王燦查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：5590發(fā)布日期：2015-12-17 09:17【大中小】

多層電路板是由介電層及線路所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)性元件，而線路配置在介電材料的表面及內(nèi)部。線路板廠對(duì)電路板有共通的尺寸規(guī)劃準(zhǔn)則，否則無法使市面上的多數(shù)電子元件達(dá)成共通性，這樣的配線設(shè)計(jì)規(guī)則就是電路板的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

1.格點(diǎn)（Grid)

因?yàn)?a href="http://www.jiuliangfeng.com">電路板上所有的元件位置都是相對(duì)坐標(biāo)關(guān)系，在原始的電路板線路配置想法，是以設(shè)想的格線在電路板平面上分配區(qū)塊。由于電路板是先由歐美國家主導(dǎo)，因此早期的規(guī)格是以1/10英吋為一格的尺寸，而公制單位則以2. 5mm為一格，以英制而肓相當(dāng)于lOOmil。以此為基礎(chǔ)，對(duì)不同的間距再作細(xì) 分，作出孔與銅墊的位置配置，這是傳統(tǒng)的通孔元件設(shè)計(jì)原則。但在表面組裝方式(SMT- Surface Mount Technology)風(fēng)行后，還將孔配置在格點(diǎn)上已是不切實(shí)際的做法。設(shè)計(jì)上雖然有格點(diǎn)存在，但實(shí)際設(shè)計(jì)幾忽已不受格點(diǎn)的限制，孔愈來愈以導(dǎo)通為目的，至于盲埋孔更與格點(diǎn)無關(guān)。

這樣的變化影響最大的部分是電氣測試，由于傳統(tǒng)的電子元件接點(diǎn)是以格點(diǎn)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，因此不論鉆孔或焊接點(diǎn)的設(shè)計(jì)都是以格點(diǎn)為基礎(chǔ)。因此遵循格點(diǎn)設(shè)計(jì)的電路板都可以使用所謂的泛用治具（Universal Tool)進(jìn)行電氣測試，但是格點(diǎn)原則被破壞后測試必須走向更密的接點(diǎn)形式，因此小量產(chǎn)品開始使用所謂的飛針設(shè)備（Flying Probe)測試，而大量生產(chǎn)則使用專用治具 (Dedicate Tool)測試。

2.線寬間距

細(xì)線設(shè)計(jì)成為高密度電路板發(fā)展的必然趨勢，但細(xì)線的設(shè)計(jì)必須考慮細(xì)線路的電阻變化、特性阻抗變化等影響因素。線路間距的大小受制于介電材料的絕緣性，以有機(jī)材料而言約可選取4mil為目標(biāo)值。由于產(chǎn)品需求及制程技術(shù)的進(jìn)展，間距約2mil甚至更小的產(chǎn)品也進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用。面對(duì)半導(dǎo)體封裝板的進(jìn)一步壓縮線路間距，如何保持應(yīng)有的絕緣性就成為必須努力的課題，幸好多數(shù)的高密度封裝板操作電壓也相對(duì)降低，這是值得慶幸的。

3.微孔直徑與銅墊直徑尺寸

表1所示，為現(xiàn)行電路板規(guī)格水平。銅墊直徑一般都設(shè)計(jì)為孔徑的2.5?3倍之間，在電路板以表面黏著為主的設(shè)計(jì)時(shí)，電鍍孔除用于層間連接外仍有部分用于插件功能。

表內(nèi)的結(jié)構(gòu)有通孔及盲埋孔，埋在板內(nèi)的孔被某些人稱為交錯(cuò)孔IVH(Interstitial Via Hole)。它是將有鍍通孔的內(nèi)層板繼續(xù)壓合后，構(gòu)成微孔層間連接的電路板，這些微孔的制作以小直徑設(shè)計(jì)才能發(fā)揮節(jié)省空間的功能。一般機(jī)械鉆孔，以制作大于8mil的孔徑較經(jīng)濟(jì)，雖然現(xiàn)在有號(hào)稱可以制作<4mil的產(chǎn)品，但成本過高并不實(shí)際。

受到機(jī)械孔徑及生產(chǎn)速率的限制，使用增層法的電路板不但表面孔會(huì)使用微孔技術(shù)，對(duì)內(nèi)藏的通孔而言也會(huì)設(shè)計(jì)較小來提升密度?？讖娇s小使線路配置的自由度大增，高密度增層電路板因而得以普及。

線路板廠

表1所示為現(xiàn)行電路板規(guī)格水平

4.層間構(gòu)造

多層電路板的層數(shù)設(shè)計(jì)，主要決定于可容許的配線密度。以往電路板以四層板居多，主要是源自于信號(hào)線需要電磁遮蔽之故，并非來自于繞線密度需求。由于電子元件的復(fù)雜度提高，原本的繞線密度及層次設(shè)計(jì)已無法滿足需求，因此層次才逐步提升。但由于增加層數(shù)會(huì)增加制作成本，在初期設(shè)計(jì)時(shí)又想要盡力降低層數(shù)。因此，使用較多微孔、細(xì)線，仍可在有限的層數(shù)下達(dá)成元件連結(jié)。即便是如此，隨半導(dǎo)體元件的進(jìn)步神速電路板整體層數(shù)仍在逐步攀升。

在線路構(gòu)造方面，由于電子產(chǎn)品的整體功率不斷提高、傳輸速率也不斷增加，因此在空間有限又要保持導(dǎo)體截面積的狀況下，不少的設(shè)計(jì)會(huì)要求較高的線路厚度但又要做較細(xì)的線路。對(duì)于層間介電層厚度控制及其容許誤差等也有較嚴(yán)苛的限制，因此內(nèi)層基材及膠片的配置就會(huì)變得十分重要。一般電路板的壓合結(jié)構(gòu)都會(huì)探用對(duì)稱設(shè)計(jì)，這是為了降低應(yīng)力不均所作的考慮。圖1所示為典型的多層板結(jié)構(gòu)。

線路板廠

圖1所示為典型的多層板結(jié)構(gòu)

對(duì)電氣特性要求嚴(yán)格的產(chǎn)品，正確整合特性阻抗、電源與接地層的層間厚度容許公差都會(huì)變得更嚴(yán)苛。因此不少的制作程序是將關(guān)鍵的厚度層次以基材先作出來，而較不重要的層次則交給膠片來完成，因?yàn)榛氖孪纫延不梢杂?篩選的方式挑選合于規(guī)格的基材制作，因此可以提升良率及電氣表現(xiàn)。

線路板廠在設(shè)計(jì)高密度增層電路板時(shí)，要依據(jù)繞線密度決定線路層數(shù)，而以電氣特性決定布線方式、層間厚度、線路寬度厚度。為防止板彎板翹，盡量探用對(duì)稱壓合設(shè)計(jì)。一般高密度增層板的電源及接地層多數(shù)會(huì)設(shè)在內(nèi)層硬板上，信號(hào)層則以增層線路制作以整合阻抗特性，但對(duì)更高層次的產(chǎn)品則未必遵循此規(guī)則。

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