Mitä ovat PCB-piirilevyn jäljitysleveys ja jäljitysväli?
Osoitteessa painetun piirilevyn (PCB) suunnittelu, jäljen leveys ja jäljitysväli ovat kaksi perustavanlaatuista mutta kriittistä parametria:
- Jäljen leveysN/OFF): Johtavan kuparifolion leveys, joka määrittää virransietokyvyn ja lämpötilan nousun.
- Jäljen väli: Vierekkäisten johtojen välinen etäisyys, joka vaikuttaa signaalin eristämiseen ja oikosulkuriskeihin.
1. Teollisuusstandardin mukainen jäljen vähimmäisleveys ja -väli
1.1 Perinteiset prosessikyvyt
- Päävirran valmistajat: Yli 80% voi vakaasti tuottaa malleja, joissa on 6 mil/6 mil (0,15 mm/0,15 mm) pienemmillä kustannuksilla.
- Suuren tarkkuuden valmistajat: 70%-tuki 4 mil/4 mil (0,1 mm/0,1 mm), joka soveltuu useimpiin tiheisiin malleihin.
1.2 Kehittyneet prosessit (HDI)
- Laserporaus Microvia Technology: Tukee 2 mil/2 mil (0,05 mm/0,05 mm), joita käytetään erittäin ohuissa ja tiheissä sovelluksissa, kuten älypuhelimissa ja RF-moduuleissa, mutta kustannukset nousevat merkittävästi.
1.3 Äärimmäiset haasteet
- 3,5 milj/3,5 milj (0,09 mm/0,09 mm) on rajoitettu muutamiin valmistajiin, ja se edellyttää tiukkoja tuottotestejä.
2. Neljä keskeistä tekijää, jotka vaikuttavat jäljen leveyden/välin valintaan.
2.1 Nykyinen kantavuus ja lämpötilan nousu
- Kaavan viite: IPC-2221-standardin mukaan jäljen leveyden on täytettävä nykyiset vaatimukset. Esimerkiksi 1 oz:n kuparipaksuudella 1 A:n virta vaatii vähintään seuraavat arvot 40 mil (1 mm) jäljen leveys (10 °C:n lämpötilan nousussa).
- Työkaluapu: Käytä online-piirilevyjen jäljitysleveyden laskureita (esim. Saturn PCB Toolkit) syöttämällä virran, kuparin paksuuden ja lämpötilan nousun raja-arvot nopeasti saadaksesi suositusarvot.
2.2 Signaalin eheys
- Suurnopeussignaalit: Vaaditaan impedanssin sovittamista, jossa jäljen leveys liittyy dielektrisen kerroksen paksuuteen ja permittiivisyyteen. Esimerkiksi FR4-levyllä olevan 50 Ω:n mikroliuskajohdon jäljen leveys on tyypillisesti seuraava 8-12 milj..
- Differentiaaliset parit: Säilytä sama leveys ja väli (esim. 5 mil/5 mil) ristikkäisviestinnän vähentämiseksi.
2.3 Valmistusprosessi ja kustannukset
- Kustannuskynnys: Kun jäljen leveys/väli < 5 mil, hinnat voivat kaksinkertaistua (alhaisemman tuoton ja laserprosessin vaatimusten vuoksi).
- Kuparin paksuuden valinta: Ulommissa kerroksissa käytetään yleensä 1 oz (35 μm), sisemmissä kerroksissa 0,5 oz; suurivirtaisissa skenaarioissa voidaan käyttää 2 oz:n kuparipaksuutta, mutta se edellyttää leveämpiä jälkiä.
2.4 Asettelutiheys ja BGA-suunnittelu
- BGA-paon reititys: Käytä 1 mm:n BGA-jakoa varten 6 mil/6 mil, jos reitität yhden jäljen kahden nastan väliin; käytä 4 mil/4 mil, jos reitität kaksi jälkeä.
- Vältä pullonkauloja: Suunnittele jäljen leveydet tiheään rakennetuilla alueilla varhaisessa vaiheessa, jotta vältät myöhemmän jälkityön.
3. PCB-suunnittelun optimointistrategiat
3.1 Kerrosstrategia
- Tehokerrokset: Käytä leveitä jälkiä tai kuparivaluja (esim. 50 mil+) impedanssin ja lämmöntuoton vähentämiseksi.
- Signaalikerrokset: Korkeataajuisten signaalien priorisointi sisäkerroksissa (raitajohtorakenne) säteilyn häiriöiden minimoimiseksi.
3.2 Vältä yleisiä virheitä
- Teräväkulmaiset jäljet: Korvaa 45° tai kaarevilla kulmilla impedanssin epäjatkuvuuksien vähentämiseksi.
- Valmistajan palautteen huomiotta jättäminen: Vahvista prosessin kyvykkyysasiakirjat (esim. minimiaukko, jäljen leveyden toleranssit) ennen suunnitelmien viimeistelyä.
3.3 Kustannusten tasapainottaminen
- Priorisoi ei-kriittisten signaalien rentouttaminen.: Käytä 8-10 millimetrin jäljen leveyttä yleisille I/O-signaaleille, jotta voit säästää tilaa kriittisille poluille.
Piirilevyn jäljitysleveyden ja -välien optimointi edellyttää sähköisen suorituskyvyn, prosessirajoitusten ja kustannusten tasapainottamista. 4 mil/4 mil on useimpien korkean tiheyden malleissa paras vaihtoehto, kun taas 2 mil/2 mil on varattu huippuluokan HDI-sovelluksia varten. Suunnittelun alkuvaiheessa olisi käytettävä laskentatyökaluja nykyisten vaatimusten tarkistamiseksi ja oltava yhteydessä valmistajiin tuotantokelpoisuuden varmistamiseksi.
4. PCB-suunnittelun spacing-spesifikaatiot
1. Jäljet
- Min. Leveys: 5mil (0.127mm)
- Min. Väli: 5mil (0.127mm)
- Jälki hallituksen reunaan: ≥0.3mm (20mil)
2. Viat
- Min. Reiän koko: 0.3mm (12mil)
- Tyynyn renkaan leveys: ≥6mil (0,153mm)
- Via-to-Via-väli: ≥6mil (reunasta reunaan)
- Via to Board Edge: ≥0.508mm (20mil)
3. PTH-tyynyt (platatut läpivientireiät)
- Min. Reiän koko: ≥0.2mm suurempi kuin komponentin johto.
- Tyynyn renkaan leveys: ≥0.2mm (8mil)
- Reikä-reikä-väli: ≥0,3 mm (reunasta reunaan)
- Pad to Board Edge: ≥0.508mm (20mil)
4. Juotosmaski
- PTH/SMD Avaaminen: ≥0,1mm (4mil) välys
5. Silkkipaino (teksti)
- Min. Viivan leveys: 6mil (0.153mm)
- Min. Korkeus: 32mil (0.811mm)
6. Ei-plattioidut lähtöpaikat
7. Panelointi
- Välys (1,6 mm:n levy): ≥1.6mm
- V-leikkaus/ei väliä: ~0.5mm
- Process Edge: ≥5mm