PCB內層的可製造性設計

PCB 工程師進行產品佈局時，不僅涉及元件的放置和佈線。內層的電源層和接地層的設計也同樣重要。內層的管理需要考慮電源完整性、訊號完整性、電磁相容性和可製造性設計。

內層與外層之間的差異

外層用於佈線和焊接元件，而內層則專用於電源層和接地層。這些層僅存在於多層電路板中，用於提供電源和接地通路。常見的設計，例如雙層、四層和六層電路板，指的是訊號層和內部電源/接地層的數量。

對於高速、時脈和高頻訊號，在這些訊號正下方放置接地層可最大限度地縮短環路路徑長度並減少輻射。

在高速電路設計中，必須盡量減少電源平面輻射和系統幹擾。通常，電源平面面積應小於接地平面，以便接地平面能夠屏蔽電源平面。一個常用的規則是將電源平面向內收縮 電介質厚度的兩倍 與地平面相比。

電源層應與其對應的接地層相鄰，以形成耦合電容。這與去耦電容結合使用，可以降低電源層阻抗並提供有效的濾波。

參考平面的選擇至關重要。雖然電源平面和接地平面都可以作為參考平面，但接地平面通常提供更佳的屏蔽效果，因為它通常接地。因此，接地平面是首選的參考平面。

相鄰層中的關鍵訊號不得跨分段區域。跨分段會形成較大的訊號環路，從而導致嚴重的輻射和耦合。

保持接地層的完整性。避免訊號線穿過接地層。如果訊號密度較高，請考慮沿著電源層邊緣佈線。

內層製造流程只是複雜的PCB製造流程的一部分。內層生產必須考慮製程中的其他步驟，例如層壓和鑽孔公差，這些步驟會影響品質和良率。尤其是多層PCB，與單層或雙層板相比，需要更複雜的製程。設計師必須在設計階段考慮這些複雜性。

非功能焊盤 (NFP) 是內層中未連接到任何網路的焊盤。在 PCB 製造過程中，NFP 會被移除，因為它們不會影響產品的功能，但會影響品質和生產效率。

（PIC-PCB內層-4）

BGA裝置通常佔用空間較小，引腳密集，從而導致過孔扇出密集。在製造過程中，過孔必須與走線和銅區域保持安全距離，以防止在層壓和鑽孔過程中發生短路。如果過孔之間的銅無法保留，可能會導致網路斷路。 CAM工程師必須透過在過孔之間添加銅橋來解決這個問題，以確保網路連接。

在使用負片的內層設計中，如果所有過孔都與銅箔完全隔離，則無法實現功能連接。這樣的設計會導致內層失效。製造商會與設計師確認設計是否是有意為之，或者銅箔是否未分配到網路。

在內層劃分電源層和接地層時，密集的過孔可能會造成網路傳導瓶頸。如果連接電源網路的銅橋過窄，則無法承載足夠的電流，從而導致潛在的電路板故障。在嚴重的情況下，瓶頸可能會導致斷路，最終導致設計失敗。

透過解決這些問題，PCB 工程師可以提高內層的可製造性和可靠性，同時避免製造過程中的設計陷阱。