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緊密間距的PCB設計注意事項
來源：本站 時間：2020/03/19
印刷電路板（PCB）繼續萎縮。 隨著每一代微型元件的出現，電路板設計師發現他們能夠在更小的PCB尺寸內工作。 雖然這對消費者來說是一個好消息（將1994年便攜式電話的尺寸與今天的一款產品進行比較），但這對制造商來說卻是困難的。
設備投資
隨著PCB布局密度的每次增加 ，有必要投資能夠滿足鉆孔，成像，蝕刻和圖例印刷日益困難的要求的新設備。 設計首先變得更加密集，制造商（沒有無限資金）能夠以可接受的成本和可接受的廢品率追上制造電路板所需的新設備和方法之間經常有一段時間。
設計師可以通過關注一些挑戰并調整緊密間隔設計的非關鍵元素來提高成功機會。 更大的制造加工窗口使每個人都受益。
了解PCB設計要求
首先需要了解哪些設計要求會造成問題。 對于初學者來說，熟悉標準設計規則是最有用的。 除了基本的PCB設計規則之外，它還有助于理解制造商如何在極限情況下處理加工。
一個普遍的問題是鉆孔越來越小，但機械鉆孔的局限性仍然與大多數制造商無法通過0.062英寸厚的PCB可靠鉆孔和鍍覆小于2.0mm（.0079“）的任何制造商相同。
激光微孔是一種選擇（有時是不可避免的必要條件），但除了成本高昂的過程本身之外，激光鉆孔往往帶來昂貴的順序層壓的必要性。
激光過孔也限制了電介質厚度的選擇，因為有必要觀察大約1.25：1（分離厚度與孔直徑）的高寬比，超過該高寬比將導致無法鍍制孔。
因此，最好在實際情況下避免激光鉆孔。
設計更薄的電路板
一種方法是使PCB更薄。 雖然.0079“通常是為1.5mm / .062”厚板提供的最小鉆孔，但一些制造商能夠在高達約1.0mm / .039“厚的板上鉆穿0.0059”通孔。
與較薄的部分相比，標準厚度板的鉆頭斷裂少。 更重要的是縱橫比的減小，這使得電鍍液可以暢通無阻地穿過較淺的孔，從而獲得更一致的電鍍覆蓋率和更可靠的孔。
淚滴最小的通路
您還可以最小化與通孔相關的焊盤尺寸。 與元件孔不同，過孔只需要比鉆孔大0.006“的焊盤。 盡管這似乎違反了IPC-2221A + B + 2C公式以滿足圓環要求，但只要您將淚珠添加到焊盤到跡線結（環形圈對于可靠性至關重要）并且長因為您將公差表示為.008“（或.006”）+.000 / - （孔直徑）。
該公差告訴制造商他們可以使用通孔直徑作為實際鉆頭尺寸（不是成品孔尺寸加上電鍍余量，正如組件孔一樣），并且孔的最終尺寸并不重要，因為只要孔內至少有可接受的最小電鍍量即可。
無論如何，絕大多數通孔都不能在最終檢測時測量，因為它們幾乎總是至少部分地被阻焊劑填充，所以只要滿足安培容量和連接性要求，完成的孔尺寸（FHS）并不重要。
銅對銅間距
在設計階段對銅 - 銅間距值進行局部調整可以改善工藝窗口，使其不會比需要的更緊密。 銅特征之間的間距越大，制造者就越容易準確地對電路進行成像和蝕刻。 發現制作前制作CAM藝術作品的最后一步是增加所有銅制特征的尺寸，這有效地減少了間距，這看起來可能是違反直覺的。 這可能看起來像是未經授權的設計更改，也是一個糟糕的主意，但實際上并非如此。
出于充分的理由，制造商可以根據圖層上所有銅質特征的尺寸進行這些調整。 實際的增加量基于統計過程數據，這表明在平均輸送線速度下蝕刻時預計會損失多少銅特征尺寸。
這個數字通常在0.001“每盎司表面銅附近。 “蝕刻調整”不是真正的設計更改的原因是它只是暫時的 - 目標是讓所有功能恢復到原始設計的特征尺寸。
盡管如此，還是有一個加工缺陷。 隨著間距減小，銅特征之間的膜粘附開始受到影響，在特定點以下，膜實際上可能從表面抬起并折疊到相鄰的銅特征上，造成短路。 即使不存在薄膜附著問題，從兩個銅特征（特別是長期平行行程）之間蝕刻銅也很困難，任何不完全蝕刻的點都會導致短路。
雖然進行中的自動光學檢測應識別并標記這些缺陷，但它們不能始終進行修復，因此您的訂單最終可能需要部分重新啟動才能防止短期裝運。 為了減少這種負面結果的可能性，在最小值不是絕對必要的情況下，調整您的設計以使用超過最小的銅到銅的間距值是有幫助的。
倒得太近了
一個改進的機會是在銅澆注和相鄰的跡線或焊盤之間使用更大的保留值。 大多數CAD布局程序將允許您選擇不同于基本電路布線設計規則的傾注保留值; 我們建議使用此功能非常值得。
例如，在使用.004“跡線/空間設計規則的設計中，增加從任何周圍澆筑到較大值的距離 - 如果可能的話至少為設計間距的2倍。 這不僅可以減少跡線和平面之間蝕刻不足造成的不必要短路的可能性， 還可以消除可能影響受控阻抗跡線性能的共面相互作用。
結論
這些只是一些有助于提高間距較小的PCB產量的建議。 為了更深入的了解，我們的電子書“十大電路板設計檢查”中包含一些與Gerber輸出分辨率，BGA阻焊層設置和內部直通連接有關的附加提示，這些提示專門針對緊密間隔的電路板設計。
深圳市銘華航電SMT貼片加工:它還包含更多有關PCB設計考慮因素和改進的一般技巧，這些技巧很容易被忽略，但實施后可以幫助您的原型訂單運行干凈，并且您的生產訂單可以更頻繁地運行。
