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多层电路板添加平衡铜块的方法和技巧

多层电路板

 

考虑到多层电路板的批量可制造性能和电气性能(SI、EMI、ESD和其它)要求之间的均衡,多层PCB设计应根据铜层分布情况,在多层PCB内外层添加相应的铜平衡块,消除各多层电路板制造厂家自行添加引起的PCB外观不一致和对电气性能要求潜在的可能影响。 本文适用于EDA设计部设计多层PCB中添加铜平衡块参考使用。

22层电路板

这里先让我们认识一下什么叫平衡铜块(Copper Balancing ):为改善多层电路板内层铜层密度分布不均匀而引起的压合中胶体流动和外层铜层密度分布不均匀造成的电镀厚度不一等相关制造工艺问题,而在PCB各层面上添加相应的孤立铜块。该改善铜层密度均一分布的DFM措施一般由多层PCB制造厂家在制造面板层面上进行或原始OEM厂家在原始PCB中添加。

阻流块(Venting):添加在多层PCB内层避免因空白区域胶体流动的非导电性材料和导电材料。
       均流块(Copper Thieving):也称电镀块,指添加在多层PCB外层图形区、PCB装配辅条和制造面板辅条区域的铜平衡块。 
      基材区(Base Material Area):指PCB中完全为树脂和纤维构成的非导电性基体材料平面区域。基材区为铜平衡块添加目标区。由于没有明确的尺寸定义规定,本规定中基材区指面积尺寸在符合下列要求的情况下,都应视作基体区处理:
    1.  单个PCB平面层中尺寸超出3000mil X 3000mil或1000mil X 5000 mil的
区域。    
    2.对于Gnd层半数或以上层数图形内含有1″*2″或0.5″*5″的基材区;
    3.对于Gnd层半数或以上层数图形内含有靠近铣槽位(或与铣槽相连),且面积超过1″*1″,凡满足 ①ML排板结构中含单张P片;②内层含铜≥2OZ;任意一个条件的基材区 
平衡铜块添加方法
   1. PCB 面板上PCB区域(不包PCB装配用工艺边)外铜平衡块由各制造厂家根据自身工艺添加,一般不作规定。 
    2.对于无特殊要求的PCB装配工艺边Shape的添加可由PCB制造厂家进行添加,但对于由特殊测试或装配要求的工艺边,EDA设计部应当根据规则直接添加在PCB中。
    3.考虑到设计的多样性,EDA设计部可采用下列规则范围的形状和尺寸: 
    1)设计者对外层可以添加铜电镀平衡块,要求采用40mil的方形或圆形,间距60mil,中心距离100mil。保持同普通数字信号200mil以上距离,距离高压电源(12V+)或大电流区域(1A以上)600mil以上.具体边缘500mil以上。 
   2)内层添加阻流块。采用40mil的方形或圆形,心距离100mil,上下可采用半距离间隔保持同普通数字信号100mil以上距离,距离电源(12V+)或大电流区域(1A以上)400mil以,距离边缘400mil以上. 
   4)对于严格不许可厂家添加平衡块的区域应在制造图上单独标注出。 
   5)对于H方向不对称的PCB,为改善均衡性,对于大面积基材区域可以采用更大尺寸的Shape。 
平衡铜块添加的步骤
   可以手工添加也可采用自动添加Skill程序辅助进行。对于采用Skill历程序进行,可按下列方式操作添加: 
   1)   加载Skill程序。命令为skill load “Auto_Balancing.il” 
   2)   在Manufacture 类别中添加Balance 子类 
   3)    根据基材区定义,添加相应的区域。对每层分别操作。Key in “auto balance“命令, 
    4)  检查DRC。 
    5)  检查最终CAM数据 

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     了解了多层电路板平衡铜块的添加方法和规则,可以有效的避免出现板翘问题,影响贴片和组装,另外也对于PCB的可制造性有了进一步提升,对一降低PCB生产成本有一定的帮助,谨以此文献给那些多层PCB设计的个工作人员。


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