El diseño de una PCB (placa de circuito impreso) multicapa puede resultar muy complicado. El hecho de que el diseño requiera incluso el uso de más de dos capas significa que la cantidad requerida de circuitos no podrá instalarse solo en las superficies superior e inferior. Incluso cuando el circuito encaja en las dos capas exteriores, el diseñador de PCB puede decidir agregar capas de alimentación y tierra internamente para corregir defectos de rendimiento.

Desde problemas térmicos hasta problemas complejos de EMI (interferencia electromagnética) o ESD (descarga electrostática), existen muchos factores diferentes que pueden provocar un rendimiento subóptimo del circuito y deben resolverse y eliminarse. Sin embargo, aunque su primera tarea como diseñador es corregir los problemas eléctricos, es igualmente importante no ignorar la configuración física de la placa de circuito. Las placas eléctricamente intactas aún pueden doblarse o torcerse, lo que dificulta o incluso imposibilita el montaje. Afortunadamente, prestar atención a la configuración física de la PCB durante el ciclo de diseño minimizará futuros problemas de ensamblaje. El equilibrio capa a capa es uno de los aspectos clave de una placa de circuito mecánicamente estable.

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Apilamiento de PCB equilibrado

El apilamiento equilibrado es un apilamiento en el que la superficie de la capa y la estructura de la sección transversal de la placa de circuito impreso son razonablemente simétricas. El propósito es eliminar áreas que puedan deformarse al ser sometidas a esfuerzos durante el proceso productivo, especialmente durante la fase de laminación. Cuando la placa de circuito está deformada, es difícil colocarla plana para su montaje. Esto es especialmente cierto para las placas de circuito que se ensamblarán en líneas automatizadas de montaje y colocación en superficie. En casos extremos, la deformación puede incluso dificultar el ensamblaje de la PCBA (conjunto de placa de circuito impreso) ensamblada en el producto final.

Los estándares de inspección de IPC deberían evitar que las tablas más dobladas lleguen a su equipo. Sin embargo, si el proceso del fabricante de PCB no está completamente fuera de control, entonces la causa principal de la mayoría de las curvaturas sigue estando relacionada con el diseño. Por lo tanto, se recomienda verificar minuciosamente el diseño de la PCB y realizar los ajustes necesarios antes de realizar el primer pedido de prototipo. Esto puede evitar malos rendimientos.

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Sección de placa de circuito

Una razón común relacionada con el diseño es que la placa de circuito impreso no podrá lograr una planitud aceptable porque su estructura de sección transversal es asimétrica con respecto a su centro. Por ejemplo, si un diseño de 8 capas utiliza 4 capas de señal o cobre sobre el centro cubre planos locales relativamente livianos y 4 planos relativamente sólidos debajo, la tensión en un lado de la pila en relación con el otro puede causar después del grabado, cuando el material Si se lamina calentando y presionando, todo el laminado se deformará.

Por lo tanto, es una buena práctica diseñar la pila de modo que el tipo de capa de cobre (plano o señal) se refleje con respecto al centro. En la siguiente figura, los tipos superior e inferior coinciden, L2-L7, L3-L6 y L4-L5 coinciden. Probablemente la cobertura de cobre en todas las capas de señal sea comparable, mientras que la capa plana se compone principalmente de cobre fundido sólido. Si este es el caso, entonces la placa de circuito tiene una buena oportunidad de completar una superficie plana y plana, lo cual es ideal para el ensamblaje automatizado.

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Espesor de la capa dieléctrica de PCB

También es una buena costumbre equilibrar el espesor de la capa dieléctrica de toda la pila. Idealmente, el espesor de cada capa dieléctrica debería reflejarse de manera similar a como se refleja el tipo de capa.

Cuando el espesor es diferente, puede resultar difícil obtener un grupo de materiales que sea fácil de fabricar. A veces, debido a características como las trazas de la antena, el apilamiento asimétrico puede ser inevitable, porque puede ser necesaria una distancia muy grande entre la traza de la antena y su plano de referencia, pero asegúrese de explorar y agotar todo antes de continuar. Otras opciones. Cuando se requiere un espaciado dieléctrico desigual, la mayoría de los fabricantes pedirán relajar o abandonar por completo las tolerancias de arqueamiento y torsión, y si no pueden darse por vencidos, pueden incluso abandonar el trabajo. No quieren reconstruir varios lotes costosos con bajos rendimientos y luego finalmente obtener suficientes unidades calificadas para cumplir con la cantidad del pedido original.

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Problema de espesor de PCB

Los arcos y torceduras son los problemas de calidad más comunes. Cuando su pila está desequilibrada, existe otra situación que a veces causa controversia en la inspección final: el espesor general de la PCB en diferentes posiciones de la placa de circuito cambiará. Esta situación se debe a descuidos de diseño aparentemente menores y es relativamente poco común, pero puede ocurrir si su diseño siempre tiene una cobertura de cobre desigual en varias capas en la misma ubicación. Suele verse en placas que utilizan al menos 2 onzas de cobre y una cantidad relativamente alta de capas. Lo que sucedió fue que un área del tablero tenía una gran cantidad de área vertida de cobre, mientras que la otra parte estaba relativamente libre de cobre. Cuando estas capas se laminan entre sí, el lado que contiene cobre se presiona hacia abajo hasta lograr un espesor, mientras que el lado libre de cobre o sin cobre se presiona hacia abajo.

La mayoría de las placas de circuito que utilizan media onza o 1 onza de cobre no se verán muy afectadas, pero cuanto más pesado sea el cobre, mayor será la pérdida de espesor. Por ejemplo, si tiene 8 capas de 3 onzas de cobre, las áreas con una cobertura de cobre más ligera pueden caer fácilmente por debajo de la tolerancia de espesor total. Para evitar que esto suceda, asegúrese de verter el cobre de manera uniforme en toda la superficie de la capa. Si esto no es práctico por consideraciones eléctricas o de peso, al menos agregue algunos orificios pasantes chapados en la capa de cobre ligero y asegúrese de incluir almohadillas para los orificios en cada capa. Estas estructuras de orificios/almohadillas proporcionarán soporte mecánico en el eje Y, reduciendo así la pérdida de espesor.

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sacrificar el éxito

Incluso al diseñar y distribuir PCB multicapa, debe prestar atención tanto al rendimiento eléctrico como a la estructura física, incluso si necesita hacer concesiones en estos dos aspectos para lograr un diseño general práctico y fabricable. A la hora de sopesar varias opciones, hay que tener en cuenta que si es difícil o imposible rellenar la pieza debido a la deformación del arco y las formas retorcidas, de poco sirve un diseño con perfectas características eléctricas. Equilibre la pila y preste atención a la distribución del cobre en cada capa. Estos pasos aumentan la posibilidad de obtener finalmente una placa de circuito que sea fácil de ensamblar e instalar.