يمكن أن يكون تصميم PCB متعدد الطبقات (لوحة الدوائر المطبوعة) معقدًا للغاية. حقيقة أن التصميم يتطلب استخدام أكثر من طبقتين يعني أنه لن يكون من الممكن تثبيت العدد المطلوب من الدوائر فقط على الأسطح العلوية والسفلية. حتى عندما تتناسب الدائرة مع الطبقتين الخارجيتين، يمكن لمصمم PCB أن يقرر إضافة طبقات الطاقة والأرض داخليًا لتصحيح عيوب الأداء.

من المشكلات الحرارية إلى مشكلات EMI (التداخل الكهرومغناطيسي) أو ESD (التفريغ الكهروستاتيكي)، هناك العديد من العوامل المختلفة التي يمكن أن تؤدي إلى أداء الدائرة دون المستوى الأمثل وتحتاج إلى حلها والقضاء عليها. ومع ذلك، على الرغم من أن مهمتك الأولى كمصمم هي تصحيح المشكلات الكهربائية، إلا أنه من المهم بنفس القدر عدم تجاهل التكوين المادي للوحة الدائرة. قد تظل الألواح السليمة كهربائيًا تنحني أو تلتوي، مما يجعل تجميعها صعبًا أو حتى مستحيلًا. ولحسن الحظ، فإن الاهتمام بالتكوين المادي لثنائي الفينيل متعدد الكلور أثناء دورة التصميم سوف يقلل من مشاكل التجميع في المستقبل. يعد التوازن من طبقة إلى طبقة أحد الجوانب الرئيسية للوحة الدائرة المستقرة ميكانيكيًا.

01
التراص المتوازن لثنائي الفينيل متعدد الكلور

التكديس المتوازن عبارة عن تكديس يكون فيه سطح الطبقة وبنية المقطع العرضي للوحة الدائرة المطبوعة متماثلين بشكل معقول. والغرض من ذلك هو إزالة المناطق التي قد تتشوه عند تعرضها للضغط أثناء عملية الإنتاج، خاصة أثناء مرحلة التصفيح. عندما تتشوه لوحة الدائرة، يكون من الصعب وضعها بشكل مسطح للتجميع. وينطبق هذا بشكل خاص على لوحات الدوائر التي سيتم تجميعها على خطوط التثبيت والتركيب السطحية الآلية. في الحالات القصوى، يمكن أن يؤدي التشوه إلى إعاقة تجميع PCBA (مجموعة لوحات الدوائر المطبوعة) المجمعة في المنتج النهائي.

يجب أن تمنع معايير الفحص الخاصة بـ IPC الألواح شديدة الانحناء من الوصول إلى أجهزتك. ومع ذلك، إذا لم تكن عملية الشركة المصنعة لثنائي الفينيل متعدد الكلور خارج نطاق السيطرة تمامًا، فإن السبب الجذري لمعظم الانحناء لا يزال مرتبطًا بالتصميم. لذلك، يوصى بالتحقق بدقة من تخطيط PCB وإجراء التعديلات اللازمة قبل تقديم طلب النموذج الأولي الخاص بك. هذا يمكن أن يمنع ضعف الغلة.

02
قسم لوحات الدوائر

أحد الأسباب الشائعة المتعلقة بالتصميم هو أن لوحة الدوائر المطبوعة لن تكون قادرة على تحقيق التسطيح المقبول لأن هيكل مقطعها العرضي غير متماثل حول مركزها. على سبيل المثال، إذا كان التصميم المكون من 8 طبقات يستخدم 4 طبقات إشارة أو كان النحاس فوق المركز يغطي مستويات محلية خفيفة نسبيًا و4 مستويات صلبة نسبيًا أدناه، فإن الضغط على أحد جانبي المكدس بالنسبة إلى الجانب الآخر قد يسبب بعد النقش، عندما تصبح المادة مغلفة بالتسخين والضغط، وسوف تكون مشوهة صفح كامل.

لذلك، من الممارسات الجيدة تصميم المكدس بحيث ينعكس نوع الطبقة النحاسية (المستوى أو الإشارة) بالنسبة إلى المركز. في الشكل أدناه، يتطابق النوعان العلوي والسفلي، L2-L7، L3-L6 وL4-L5. من المحتمل أن تكون التغطية النحاسية في جميع طبقات الإشارة قابلة للمقارنة، في حين أن الطبقة المستوية تتكون أساسًا من النحاس المصبوب الصلب. إذا كان هذا هو الحال، فإن لوحة الدائرة لديها فرصة جيدة لإكمال سطح مستوٍ، وهو مثالي للتجميع الآلي.

03
سمك الطبقة العازلة ثنائي الفينيل متعدد الكلور

إنها أيضًا عادة جيدة لموازنة سمك الطبقة العازلة للمكدس بأكمله. من الناحية المثالية، يجب أن يتم عكس سمك كل طبقة عازلة بطريقة مماثلة لانعكاس نوع الطبقة.

عندما يكون السمك مختلفًا، قد يكون من الصعب الحصول على مجموعة مواد يسهل تصنيعها. في بعض الأحيان، نظرًا لميزات مثل آثار الهوائي، قد يكون التراص غير المتماثل أمرًا لا مفر منه، لأنه قد تكون هناك حاجة إلى مسافة كبيرة جدًا بين أثر الهوائي والمستوى المرجعي الخاص به، ولكن يرجى التأكد من استكشاف واستنفاد كل شيء قبل المتابعة. خيارات أخرى. عندما تكون هناك حاجة إلى مسافات عازلة غير متساوية، سيطلب معظم المصنعين الاسترخاء أو التخلي تمامًا عن تفاوتات القوس والالتواء، وإذا لم يتمكنوا من الاستسلام، فقد يتخلون عن العمل. إنهم لا يريدون إعادة بناء عدة دفعات باهظة الثمن ذات إنتاجية منخفضة، ومن ثم الحصول في النهاية على ما يكفي من الوحدات المؤهلة لتلبية كمية الطلب الأصلية.

04
مشكلة سمك ثنائي الفينيل متعدد الكلور

تعتبر الأقواس والالتواءات من أكثر مشكلات الجودة شيوعًا. عندما تكون مجموعتك غير متوازنة، هناك موقف آخر يسبب أحيانًا جدلاً في الفحص النهائي - سيتغير سمك PCB الإجمالي في مواضع مختلفة على لوحة الدائرة. يحدث هذا الموقف بسبب عمليات سهو بسيطة في التصميم وهو أمر غير شائع نسبيًا، ولكن يمكن أن يحدث إذا كان تخطيطك دائمًا يحتوي على تغطية نحاسية غير متساوية على طبقات متعددة في نفس الموقع. يتم رؤيته عادةً على الألواح التي تستخدم ما لا يقل عن 2 أونصة من النحاس وعددًا كبيرًا نسبيًا من الطبقات. ما حدث هو أن منطقة واحدة من اللوحة بها كمية كبيرة من المساحة المصبوبة بالنحاس، بينما كان الجزء الآخر خاليًا نسبيًا من النحاس. عندما يتم تصفيح هذه الطبقات معًا، يتم ضغط الجانب المحتوي على النحاس لأسفل حتى يصل إلى سمك، بينما يتم ضغط الجانب الخالي من النحاس أو الخالي من النحاس لأسفل.

معظم لوحات الدوائر التي تستخدم نصف أونصة أو أونصة واحدة من النحاس لن تتأثر كثيرًا، ولكن كلما زاد وزن النحاس، زاد فقدان السُمك. على سبيل المثال، إذا كان لديك 8 طبقات كل منها 3 أونصات من النحاس، فإن المناطق ذات التغطية النحاسية الأخف يمكن أن تنخفض بسهولة إلى أقل من إجمالي سمك التسامح. لمنع حدوث ذلك، تأكد من صب النحاس بالتساوي على سطح الطبقة بالكامل. إذا كان هذا غير عملي لاعتبارات الكهرباء أو الوزن، على الأقل قم بإضافة بعض الثقوب المطلية على الطبقة النحاسية الخفيفة وتأكد من تضمين وسادات للثقوب في كل طبقة. ستوفر هياكل الفتحات/الوسادات هذه دعمًا ميكانيكيًا على المحور Y، وبالتالي تقليل فقدان السُمك.

05
نجاح التضحية

حتى عند تصميم ووضع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور متعددة الطبقات، يجب عليك الانتباه إلى كل من الأداء الكهربائي والبنية المادية، حتى لو كنت بحاجة إلى التنازل عن هذين الجانبين لتحقيق تصميم شامل عملي وقابل للتصنيع. عند وزن الخيارات المختلفة، ضع في اعتبارك أنه إذا كان من الصعب أو المستحيل ملء الجزء بسبب تشوه القوس والأشكال الملتوية، فإن التصميم ذو الخصائص الكهربائية المثالية ليس له فائدة تذكر. قم بموازنة المكدس وانتبه إلى توزيع النحاس على كل طبقة. تزيد هذه الخطوات من إمكانية الحصول أخيرًا على لوحة دوائر سهلة التجميع والتركيب.