gerber檔案 PCB設計「如何看懂疊層檔案」?

2021-10-12 04:14:54 字數 3993 閱讀 1525

疊層檔案的形式常見的一些疊層檔案的形式多種多樣,給出的方式也多樣化,有的通過excel形式給出,有的通過製板說明檔案給出,有的直接放在pcb設計檔案中,通過gerber檔案給出。不管是哪種方式,其目的都是為了讓設計人員有據可依,能設計出滿足功能效能要求的pcb,讓生產加工人員能製造出滿足設計效能的pcb。

下面這種是將所有的資訊都直接放在pcb設計中,並且生成gerber檔案一起提交到工廠。

下面這種形式是將疊層結構、阻抗結構、生產說明單獨放置在乙個文件中,和gerber檔案一起給到製板廠。

針對上圖第一種情況:疊層是由core(覆銅板)+pp組成,表底層採用電解銅箔;第二種情況:疊層採用光板+電解銅箔+pp組成。下面對一些細節進行介紹。

按照銅箔不同的制法,可分為壓延銅箔(ra)與電解銅箔(ed)兩大類。電解銅箔是通過專用電解機連續生產出的生箔再經表面處理而成。它是我們常用硬板的銅箔材料。

壓延銅箔(rolled copper foil)是將銅板經過多次重複輥軋而製成的原箔(也叫毛箔),根據要求進行粗化處理。由於壓延銅箔加工工藝的限制,其寬度很難滿足剛性覆銅板的要求,所以壓延銅箔在剛性覆銅箔板上使用極少。由於壓延銅箔耐折性和彈性係數大於電解銅箔,故適用於柔性覆銅箔板上。

電解銅箔(electrode posited copper)是將銅先溶解製成溶液,再在專用的電解裝置中將硫酸銅電解液在直流電的作用下,電沉積而製成原箔,然後根據要求對原箔進行表面處理、耐熱層處理及防氧化處理等一系列的表面處理。電解銅箔不同於壓延銅箔,電解銅箔兩面表面結晶形態不同,緊貼陰極輥的一面比較光滑,稱為光面;另一面呈現凹凸形狀的結晶組織結構,比較粗糙,稱為毛面。電解銅箔和壓延銅箔的表面處理也有一定的區別。由於電解銅箔屬柱狀結晶組織結構,強度韌性等效能要遜於壓延銅箔,所以電解銅箔多用於剛性覆銅板的生產,進而製成剛性印製板。

銅箔的厚度單位是盎司,常見的有0.5,1.0,像電源板之類的會用到2.0的。

接著介紹pp:

半固化片是一種片狀材料,在一定溫度和壓力作用下,具有流動性並能迅速地固化和完成粘結過程,並與載體一起構成絕緣層。俗稱半固化片或粘結片。因為英文名字叫prepreg(preimpregnated),通常也叫pp。在實際壓制完成後因內層殘銅率及成品銅厚等因素的影響。成品厚度通常會比原始值小10-15um左右。

另:內層2oz組合p片可以是:1080*2、1080+2116、2116*2、1080+7628;

內層3oz組合p片可以是:1080*3、1080*2+2116、2116*3。

為了滿足阻抗要求,需要調整pcb疊層。在實際生產中,同乙個浸潤層最多可以使用3個半固化片,且最大厚度不能超過20mil(超過3張時,pp經高溫壓合時由半固化狀態轉變為液態後容易從pnl板邊流失)。超過此資料需要考慮增加芯板來製作,或者把芯板兩面的銅箔蝕刻掉或者直接用光板,再在兩面用半固化片粘連,這樣可以實現較厚的浸潤層(這就是通常所說的假八層,比如正常的六層板,當板厚為1.6mm及以上時,廠家會推薦改為假八層(在l3和l4之間增加乙個core))。最少可以只用乙個半固化片,但有時因內層銅箔分布稀疏,或者成品銅厚太厚。需要大面積填膠,廠家出於產品的可靠性考慮,要求必須至少使用兩張pp。

為了解決上述問題,可以採取以下幾種方案:

當密度不高,關鍵訊號不多時,減少乙個走線層,只有l1、l3、l6走線,l4不走線;區域性高速訊號區域對應的相鄰層鋪地。

當密度不高,沒有小間距的器件,可以使用比較大的線寬進行設計(例如8~9mil的microstrip,6~10mil的stripline)。

當阻抗要求不高時,可以放寬阻抗要求(例如單端60~65歐姆,差分105歐姆),但對高速訊號有影響,會造成反射。

下面介紹覆銅板(ccl:copper clad laminate)

將補強材料浸以樹脂膠液,製成浸膠料(半固化片pp:prepreg),一面或兩面覆以銅箔,經熱壓而成的一種板狀材料,稱為覆銅箔層壓板(ccl:copper clad laminate),簡稱覆銅板,又名基材(板)。當它用於多層板生產時,也叫芯板(core)。兩面均沒有銅箔的芯板也叫光板。

一般按基板的增強材料不同,可劃分為:紙基、玻璃纖維布基、復合基(cm系列)、積層多層板基和特殊材料基(陶瓷、金屬芯基等)五大類。常見的玻璃纖維布基ccl是以環氧樹脂為粘合劑,玻璃纖維為增強材料的層壓板基材,它是目前最廣泛使用的玻璃纖維布基型別。不同廠家的fr-x有不同的型號,如m4、m6、370hr、tu662、tu872等就是不同廠家的不同等級的fr基板。

環氧樹脂是目前pcb板應用最廣的基材絕緣材料。在液態時稱為清漆或凡立水,稱為a-stage;將玻璃布含浸樹脂半乾成膠片,稱為pp,也稱為b-stage;此膠片經高溫後樹脂會再軟化成區域性流動且有粘性的形態,便於進行雙面基板或多層板壓合,經此壓合再硬化而無法恢復的最終狀態稱為c-stage。

常規fr4板料的厚度,通常是0.7mm以下的板料是不含銅厚的,0.7mm及以上的又分為含銅和不含銅兩種。比如板厚0.7mm含銅,就是銅箔加芯板總厚度為0.7mm。如果板厚0.7mm不含銅,在實際應用中板厚加上銅箔厚度就會超過0.7mm,請注意此點區別。最薄的芯板為0.05mm。不同廠家的厚度不一樣!!!

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