Дизайн и производство многослойных печатных плат

Проектирование и производство многослойных печатных плат

Команда дизайнеров Hitechpcba уже более 10 лет занимается проектированием и компоновкой печатных плат в области медицинских устройств, музыкальных инструментов, радиочастотных преобразователей, интеллектуальных потребительских товаров, системных контроллеров для солнечной энергии, мониторов температуры и влажности, устройств Интернета вещей и т.д.

Hitechpcba может быстро воплотить вашу превосходную концепцию в продукт, если вы пришлете нам требования (такие как функции, форма, чертежи и т. д.). Мы можем завершить проектирование печатной платы и соответственно изготовить прототип. Работа по проектированию включает в себя схемы, компоновку, выбор компонентов, моделирование схемы, программное обеспечение и т. д. Чтобы сократить ваши сроки, мы соблюдаем строгие стандарты для обработки этапов проектирования печатных плат, таких как черновик требований, проверка альфа- и бета-версий до массового производства. В этом случае ваши задачи по проектированию печатных плат выполняются нашей командой управления проектами.

Преимущество нашей продукции

1. Более 15 лет опыта производителя в области сборки печатных плат и печатных плат.

2. Большой масштаб производства гарантирует, что стоимость покупки будет ниже.

3. Усовершенствованная производственная линия гарантирует стабильное качество и долгий срок службы.

4. Разработайте и изготовьте практически любую печатную плату по вашему требованию.

5. 100% тестирование всех индивидуальных печатных плат.

6. Комплексное обслуживание, мы можем помочь приобрести компоненты

Hitech Circuits может предоставить услуги полной сборки печатных плат под ключ и частичную сборку печатных плат под кдюч. Для полного под ключ мы берем на себя весь процесс, включая подготовку печатных плат, закупку компонентов, онлайн-отслеживание заказов, непрерывный контроль качества и окончательную сборку. В то время как для частичного под ключ заказчик может предоставить печатные платы и определенные компоненты, а остальные части будут обработаны нами.

Как спроектировать многослойную печатную плату?

Разработка однослойной или двухслойной печатной платы проста и может быть выполнена любым любителем с помощью нескольких компонентов, которые легко доступны на рынке. Скоро будет доступна статья «Сделай сам» для проектирования однослойной печатной платы.

Однако многослойная печатная плата требует разработки опытными инженерами. Они используют различное программное обеспечение, которое либо бесплатное, либо дорогостоящие лицензионные инструменты, и создают множество предопределенных правил в разделе правил выбранного инструмента. Хорошим инструментом проектирования печатных плат, который мы часто используем, является Altium Designer, который прост и удобен в использовании.

Первым и главным требованием для разработки печатной платы является схема проекта. После того, как она будет готова, схема будет нарисована с использованием символической библиотеки программного обеспечения для печатных плат, где можно найти компоненты с такими же описаниями выводов, как и в их технических паспортах. Эта схематическая диаграмма дает легкое представление о компонентах и их соединениях.

Как профессиональный дизайнер печатных плат, у меня есть для вас несколько советов, которые помогут вам эффективно проектировать многослойную печатную плату.

Всегда старайтесь добавлять четное количество слоев платы. Поскольку оба слоя несут сигналы, разница в ценовом сегменте для нечетных слоев невелика. Вы также редко найдете производителя, который производит нечетные слои по гораздо более низким ценам.

Выберите правильную толщину печатной платы, учитывая количество тяжелых компонентов на печатной плате.

Например, вы можете рассмотреть печатную плату толщиной 0,8, если все компоненты легкие. Поддержка толщины в многослойной печатной плате зависит от производителя. Однако некоторые стандартные размеры печатных плат имеют толщину 0,8 мм, 1 мм, 1,2 мм, 1,6 мм.

Выберите стек печатных плат в соответствии с проектными требованиями. Инженер по печатным платам выбирает метод заземления и питания, полностью основываясь на схеме.

Эффективно общайтесь с производителем и разбирайтесь в возможностях производства печатных плат.

Перепроверьте схематические соединения с дизайном печатной платы и контуры со схематическими обозначениями.

На рынке представлено большое количество производителей печатных плат. Одним из многих факторов, влияющих на стоимость изготовления печатных плат, является количество слоев. Следовательно, стоимость производства многослойной печатной платы выше, чем однослойной или двухслойной печатной платы. Эта стоимость увеличивается по мере того, как мы добавляем больше слоев к многоплатформенной печатной плате.

Процесс производства многослойных печатных плат

После завершения процесса проектирования печатная плата готова к производству.

Это возвращает меня к тому времени, когда я спроектировал свою первую многослойную печатную плату (4 слоя) и отправил ее местному производителю. Я ждал этого, как школьник, ожидающий результатов. Мне очень хотелось узнать, каким получится дизайн!

Итак, да, этап производства печатной платы является важной частью всего процесса. Это время, когда ваш дизайн обретает физическую форму.

Чтобы отправить вашу печатную плату производителю, вам необходимо получить файл гербер печатной платы. Файл гербер — это стандартный выходной файл для многослойной печатной платы, встроенный в любое программное обеспечение, которое вы выбираете для своего проекта.

Проверьте, есть ли проблема с минимальной шириной дорожки или минимальным зазором между медными проводами, или совпадают ли критерии минимального размера отверстия. Если вы обнаружите какую-либо такую проблему, вам, возможно, придется отредактировать ее, чтобы воспроизвести плату.

Производственный процесс состоит из ламинирования внутренних различных медных слоев препрегом и диэлектрическим материалом. Процесс ламинирования выполняется при высокой температуре и очень важен, поскольку отверстия печатной платы должны совпадать. Небольшая разница в размещении слоев при изготовлении вызывает шум или даже короткое замыкание в печатной плате, поэтому этот процесс необходимо выполнять с высокой точностью. Он также заботится об улавливании любых пузырьков воздуха, поэтому слои печатной платы плотно склеиваются эпоксидными химикатами (промышленный клей). Популярными материалами, используемыми для процесса ламинирования, являются основное эпоксидное стекло, экзотическая керамика и тефлоновые материалы.

Два изображения, приведенные ниже, дадут вам более четкое представление о маскирующем слое печатной платы. Маскирующий слой может быть любого цвета в зависимости от выбора производителя печатной платы. Зеленый цвет популярен для большинства печатных плат.

Шелковый слой записывается на маскирующий слой на многослойной печатной плате. Полезно маркировать или обозначать компоненты, чтобы определить их расположение в цепи. Он также используется для нанесения «ЛОГОТИПА» любой компании на борт, идентификационного знака IC и многого другого.

Сердцевина (диэлектрический материал для разделения двух слоев) и препрег в основном имеют одно и то же значение. Сердцевина имеет большую ширину по сравнению с препрегом. Оба материала нуждаются в высокой температуре и давлении, чтобы расплавиться и осесть в нужной области. После процесса ламинирования на обе стороны многослойной печатной платы наносится маскирующий слой, который предотвращает прикосновение к медным линиям/дорожкам, которые могут привести к электростатическому разряду соответствующего компонента. Он также обеспечивает защиту от окисления и предотвращает образование мостиков припоя между близко расположенными контактными площадками.

Производители многослойных печатных плат

Я решил перечислить несколько лучших производителей печатных плат, которые имеют возможность изготавливать многослойные печатные платы.

Hitechpcba – один из ведущих производителей многослойных печатных плат. У них есть глобальная цепочка поставок, и они доставляют по всему миру. Вы можете загружать дизайны онлайн с помощью их веб-приложения, и вам нужно разместить окончательный заказ только после получения правильного предложения.

Предложение услуг по проектированию печатных плат

По сути, индивидуальный дизайн печатной платы связан со многими факторами, влияющими на стоимость. После запуска и оценки функций печатной платы наш инженер по продажам будет работать с вами, чтобы сделать и подтвердить предложение, включая дизайн, прототип и техническое обслуживание в течение жизненного цикла. Клиенту просто нужно написать документ с концепцией, описанием функций, тестированием и другими техническими требованиями, а затем отправить документ нам, чтобы получить мгновенное предложение.

Преимущества и недостатки многослойных печатных плат

Давайте сначала рассмотрим преимущества проектирования многослойной печатной платы.

Компактный размер: одно из основных преимуществ использования многослойной печатной платы заключается в том, что продукт/проект становится компактным по размеру. Если вы развлекаетесь со своим смартфоном или считаете калории в своем смарт-браслете или смарт-часах, благодаря многослойной конструкции печатной платы, которая делает его действительно компактным.

Повышенная гибкость: многослойная печатная плата может быть гибкой, что повышает удовлетворенность пользователей конечным продуктом. Существует ряд приложений гибкой печатной платы, таких как смарт-часы и смарт-браслеты.

Меньший шума: Радиочастотные конструкции, которые включают антенну от 433 МГц до 2,4 ГГц, высокочастотные сигналы и высокоскоростные сигналы (тактовые сигналы), требуют хорошего заземляющего экрана. Однако двухслойная печатная плата с большим количеством компонентов на плате не может обеспечить хороший заземляющий экран для большинства радиочастотных конструкций. С другой стороны, многослойная печатная плата позволяет пользователю размещать отдельные плоскости заземления и питания, чтобы радиочастотные компоненты могли иметь хороший заземляющий экран. Кроме того, другие компоненты имеют меньший обратный путь для заземления, что приводит к меньшему шуму или бесшумной печатной плате.

Высокое качество: многослойная печатная плата использует высококачественные материалы для процесса изготовления и производства. Поэтому изготовленная печатная плата безопасно работает в высокотемпературных условиях.

Контроль импеданса: несколько протоколов связи, таких как USB, SPI, должны быть направлены на дорожки с относительным импедансом дорожки. Например, линии USB D+ и D- должны управляться с импедансом 90 Ом по отношению к земле, также требуется согласование длины для всех цепей SPI. Для управления импедансом очень полезна отдельно определенная заземляющая пластина в многослойной печатной плате. Для фидерной линии антенны необходимо контролировать импеданс 50 Ом. Это также может быть легко достигнуто за счет многослойной конструкции печатной платы.

Простота проектирования: Меньшее количество слоев увеличивает сложность проектирования печатной платы, когда пространство ограничено для схем, требующих наличия множества компонентов на плате. При многослойности количество слоев можно добавить, чтобы упростить процесс проектирования и сократить усилия по завершению дизайна.

Недостатки

Многослойная печатная плата также имеет некоторые недостатки. Некоторые из основных недостатков были рассмотрены ниже:

Дорогостоящее производство: начиная с проектирования и заканчивая производством, многослойная печатная плата на каждом этапе сталкивается с более сложными процессами по сравнению с однослойными или двухслойными конструкциями. Поскольку для этого требуется очень сложный и точный производственный процесс, время и трудозатраты, а также машины для ламинирования и эпоксидных материалов обходятся немного дороже. Точное интегрирование каждого слоя — самая большая задача, которую необходимо выполнить. Использование глухих и скрытых переходных отверстий также может дополнительно увеличить его стоимость. (Слепые и скрытые переходные отверстия используются для маршрутизации сигналов и отображения «переходных отверстий» только через выбранные слои).

Навыки проектирования: дизайнер должен обладать достаточными знаниями и представлением о многослойном дизайне, а также иметь представление о контроле импеданса, заземлении и хорошем дизайне стека слоев. Плата за разработку многослойных печатных плат выше по сравнению с разработкой двухслойных печатных плат.

Тестирование и отладка: повышенная сложность сопряжена с повышенными трудностями при тестировании многослойной конструкции, поскольку пользователи не могут отрезать дорожку, если дорожка находится где-то в любом слое внутри многослойной платы, в отличие от однослойной или двухслойной печатной платы.

Время производства: Процесс производства многослойной печатной платы занимает много времени, поскольку производственные процессы должны выполняться с должной точностью.

Ограниченное количество производителей: производственный процесс требует высокой точности и очень дорогих машин, поэтому доступно лишь несколько производителей, поддерживающих процесс производства многослойных плат. Это ограничивает выбор производителя многослойной платы.

Применение многослойных печатных плат

Многослойная печатная плата находит применение в самых разных областях. Некоторые из них перечислены ниже:

Бытовая электроника

Потребительская электроника занимает самый большой рынок многослойных печатных плат.

Некоторые из популярных носимых гаджетов, такие как смарт-браслет и смарт-часы, смарт-телевизор, гаджеты с распознаванием голоса, такие как «Amazon Alexa» и «Google home», продукты для умного дома и так далее. Смартфон, который вы сейчас держите в руках, читая эту статью, также имеет внутри точно спроектированную и точно изготовленную многослойную печатную плату.

Промышленная электроника

Известные предприятия массового производства почти любой электрической или неэлектрической компании имеют автоматизированные роботизированные машины для массового производства. Они используют многослойные печатные платы в машинах, чтобы сделать их компактными и добавить больше функций в ограниченном размере.

Медицинская электроника

Недалек тот день, когда запрограммированные роботы будут оперировать людей, ряд устройств от мониторинга сердечного ритма до мониторинга HGG и даже устройств контроля артериального давления теперь автоматизированы, все это благодаря многослойным платам.

Кроме того, существует множество отраслей, где многослойные печатные платы используются в качестве,

Телекоммуникации

Спутники

Автомобильный

Военные и оборона

Аэрокосмический

Облачные вычисления

Атомные и ядерные станции

Навигационные системы

Наш менеджер проекта следит за всем процессом проектирования, что позволяет вам знать каждую деталь дизайна печатной платы (при необходимости). Тем временем мы создадим онлайн-документ. Благодаря интерактивному редактированию и подтверждению работа по проектированию будет выполнена быстрее, чем вы себе представляете. Давайте работать вместе, чтобы достичь вашей цели на рынке с помощью наших быстрых и безопасных услуг по проектированию печатных плат.