El disseny d'un PCB multicapa (placa de circuit imprès) pot ser molt complicat. El fet que el disseny requereixi fins i tot l'ús de més de dues capes fa que el nombre necessari de circuits no es pugui instal·lar només a les superfícies superior i inferior. Fins i tot quan el circuit encaixa a les dues capes exteriors, el dissenyador de PCB pot decidir afegir capes d'energia i terra internament per corregir els defectes de rendiment.

Des de problemes tèrmics fins a problemes complexos d'EMI (interferència electromagnètica) o ESD (descàrrega electrostàtica), hi ha molts factors diferents que poden provocar un rendiment subòptim del circuit i s'han de resoldre i eliminar. Tanmateix, tot i que la vostra primera tasca com a dissenyador és corregir problemes elèctrics, és igualment important no ignorar la configuració física de la placa de circuit. Els taulers elèctricament intactes encara poden doblegar-se o torçar-se, dificultant o fins i tot impossible el muntatge. Afortunadament, l'atenció a la configuració física de la PCB durant el cicle de disseny minimitzarà els problemes de muntatge futurs. L'equilibri capa a capa és un dels aspectes clau d'una placa de circuit mecànicament estable.

01
Apilament equilibrat de PCB

L'apilament equilibrat és una pila en què la superfície de la capa i l'estructura de la secció transversal de la placa de circuit imprès són raonablement simètriques. L'objectiu és eliminar les zones que es poden deformar quan es sotmeten a tensions durant el procés de producció, especialment durant la fase de laminació. Quan la placa de circuit està deformada, és difícil col·locar-la plana per al muntatge. Això és especialment cert per a plaques de circuits que s'acoblaran en línies de muntatge i col·locació de superfície automatitzades. En casos extrems, la deformació fins i tot pot dificultar el muntatge del PCBA (conjunt de placa de circuit imprès) muntat al producte final.

Els estàndards d'inspecció de l'IPC han d'evitar que les taules més doblades arribin al vostre equip. No obstant això, si el procés del fabricant de PCB no està completament fora de control, la causa principal de la majoria de flexió encara està relacionada amb el disseny. Per tant, es recomana que comproveu a fons la disposició del PCB i feu els ajustos necessaris abans de fer la vostra primera comanda de prototip. Això pot evitar rendiments pobres.

02
Secció de placa de circuits

Una raó comuna relacionada amb el disseny és que la placa de circuit imprès no podrà aconseguir una planitud acceptable perquè la seva estructura de secció transversal és asimètrica respecte al seu centre. Per exemple, si un disseny de 8 capes utilitza 4 capes de senyal o el coure al centre cobreix plans locals relativament lleugers i 4 plans relativament sòlids per sota, la tensió d'un costat de la pila en relació amb l'altre pot causar després del gravat, quan el material es lamina per escalfament i premsat, tot el laminat es deformarà.

Per tant, és una bona pràctica dissenyar la pila de manera que el tipus de capa de coure (pla o senyal) es reflecteixi respecte al centre. A la figura següent, els tipus superior i inferior coincideixen, L2-L7, L3-L6 i L4-L5 coincideixen. Probablement, la cobertura de coure a totes les capes de senyal és comparable, mentre que la capa plana es compon principalment de coure fos sòlid. Si aquest és el cas, la placa de circuit té una bona oportunitat per completar una superfície plana i plana, ideal per al muntatge automatitzat.

03
Gruix de la capa dielèctrica de PCB

També és un bon hàbit equilibrar el gruix de la capa dielèctrica de tota la pila. Idealment, el gruix de cada capa dielèctrica s'hauria de reflectir d'una manera semblant a com es reflecteix el tipus de capa.

Quan el gruix és diferent, pot ser difícil obtenir un grup de materials que sigui fàcil de fabricar. De vegades, a causa de característiques com ara traces d'antena, l'apilament asimètric pot ser inevitable, perquè pot ser que es requereixi una distància molt gran entre la traça de l'antena i el seu pla de referència, però assegureu-vos d'explorar i esgotar-ho tot abans de continuar. Altres opcions. Quan es requereix un espai dielèctric desigual, la majoria dels fabricants demanaran relaxar-se o abandonar completament les toleràncies d'arc i gir, i si no poden renunciar, fins i tot poden renunciar al treball. No volen reconstruir diversos lots cars amb rendiments baixos i, finalment, obtenir prou unitats qualificades per satisfer la quantitat de comanda original.

04
Problema de gruix de PCB

Els llaços i els girs són els problemes de qualitat més comuns. Quan la vostra pila està desequilibrada, hi ha una altra situació que de vegades provoca controvèrsia a la inspecció final: el gruix general de la PCB a diferents posicions de la placa de circuit canviarà. Aquesta situació és causada per descuits de disseny aparentment menors i és relativament poc freqüent, però pot passar si el vostre disseny sempre té una cobertura de coure desigual en diverses capes a la mateixa ubicació. Normalment es veu en taulers que utilitzen almenys 2 unces de coure i un nombre relativament elevat de capes. El que va passar va ser que una zona del tauler tenia una gran quantitat d'àrea de coure, mentre que l'altra part estava relativament lliure de coure. Quan aquestes capes es laminen juntes, el costat que conté coure es pressiona fins a un gruix, mentre que el costat sense coure o sense coure es pressiona cap avall.

La majoria de plaques de circuit que utilitzen mitja unça o 1 unça de coure no es veuran molt afectades, però com més pesat sigui el coure, més gran serà la pèrdua de gruix. Per exemple, si teniu 8 capes de 3 unces de coure, les àrees amb una cobertura de coure més lleugera poden caure fàcilment per sota de la tolerància total del gruix. Per evitar que això passi, assegureu-vos d'abocar el coure de manera uniforme a tota la superfície de la capa. Si això no és pràctic per consideracions elèctriques o de pes, com a mínim afegiu-hi alguns forats passants a la capa de coure lleuger i assegureu-vos d'incloure coixinets per als forats a cada capa. Aquestes estructures de forats/coixinets proporcionaran suport mecànic a l'eix Y, reduint així la pèrdua de gruix.

05
Sacrifici l'èxit

Fins i tot quan dissenyeu i dissenyeu PCB multicapa, heu de prestar atenció tant al rendiment elèctric com a l'estructura física, fins i tot si heu de comprometre aquests dos aspectes per aconseguir un disseny global pràctic i fabricable. A l'hora de pesar diverses opcions, tingueu en compte que si és difícil o impossible omplir la peça per la deformació de l'arc i les formes retorçades, un disseny amb característiques elèctriques perfectes no serveix de res. Equilibra la pila i presta atenció a la distribució de coure a cada capa. Aquests passos augmenten la possibilitat d'obtenir finalment una placa de circuit que sigui fàcil de muntar i instal·lar.