层间短路是指电路板(PCB)中两个或多个电路层之间发生短路的现象。这种情况可能导致电路板工作不正常,甚至无法工作。
层间短路的原因有很多,其中一个主要的原因是业界所谓的“环背”现象。这种现象指的是电路板制造过程中,在板材铺陈的过程中,由于机器与板材尺寸匹配不当等一系列原因,导致在铺陈过程中铜箔被反向压缩,最终形成中间一段处于压缩状态的“环背”区域。当这部分铜箔在钻孔过程中被钻穿时,会因为处于压缩状态并容易引发层间短路。
此外,设计不当、工艺不严格、焊接不良等因素也可能导致层间短路。
为了预防层间短路,可以采取以下措施:
1. PCB设计时,需要考虑好信号线的层间穿越方式。对于高速信号,应采用“同层穿越”方式,即信号线从A层穿越到B层,再从B层穿越到C层。这样可以避免通过长穿孔和钻孔产生的“环背”。
2. 建议使用避免“环背”技术的板材,如下图所示为一块采用嵌入式铜箔技术(embedded copper foil technology)之后的电路板,图中可以看到铜箔边缘向内拐弯,并形成层与层之间的焊盘。这样即使钻孔穿破板材,也不会形成“环背”。
3. 机器加工要精准,检验要严格。任何一步出现问题,都会对PCB品质产生影响。
当发现层间短路时,需及时处理,方法包括:
1. 局部修补。通过银浆或其他导电胶水将短路处的铜箔修复。这种方法适用于短路范围较小。
2. 利用滤波器消除。通过搭设相应的滤波器,将短路信号滤除,以达到消除层间短路的目的。
3. 更换整块电路板。