El diseño de una PCB multicapa (placa de circuito impreso) puede ser muy complicado. El hecho de que el diseño incluso requiere el uso de más de dos capas significa que el número requerido de circuitos no podrá instalarse solo en las superficies superior e inferior. Incluso cuando el circuito se ajusta en las dos capas externas, el diseñador de PCB puede decidir agregar capas de energía y tierra internamente para corregir los defectos de rendimiento.

Desde problemas térmicos hasta problemas complejos de EMI (interferencia electromagnética) o ESD (descarga electrostática), hay muchos factores diferentes que pueden conducir al rendimiento subóptimo del circuito y deben resolverse y eliminarse. Sin embargo, aunque su primera tarea como diseñador es corregir problemas eléctricos, es igualmente importante no ignorar la configuración física de la placa de circuito. Las tablas eléctricamente intactas aún pueden doblarse o torcerse, lo que hace que el ensamblaje sea difícil o incluso imposible. Afortunadamente, la atención a la configuración física de PCB durante el ciclo de diseño minimizará futuros problemas de ensamblaje. El equilibrio de capa a la 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 una pila en la que la superficie de la capa y la estructura transversal de la placa de circuito impreso son razonablemente simétricos. El propósito es eliminar las áreas que pueden deformarse cuando se someten a estrés durante el proceso de producción, especialmente durante la fase de laminación. Cuando la placa de circuito está deformada, es difícil colocarla plana para el ensamblaje. Esto es especialmente cierto para las placas de circuito que se ensamblarán en las líneas automatizadas de montaje en superficie y colocación. En casos extremos, la deformación puede incluso obstaculizar el ensamblaje de la PCBA ensamblada (ensamblaje de la placa de circuito impreso) en el producto final.

Los estándares de inspección de IPC deben evitar que las tablas más gravemente dobladas lleguen a su equipo. Sin embargo, si el proceso del fabricante de PCB no está completamente fuera de control, entonces la causa raíz de la mayoría de la flexión todavía está relacionada con el diseño. Por lo tanto, se recomienda que verifique a fondo el diseño de PCB y realice los ajustes necesarios antes de realizar su primer orden prototipo. Esto puede evitar mal 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 transversal es asimétrica sobre su centro. Por ejemplo, si un diseño de 8 capas utiliza 4 capas de señal o cobre sobre el centro cubre planos locales relativamente ligeros y 4 planos relativamente sólidos debajo, el estrés en un lado de la pila en relación con el otro puede causar después del grabado, cuando el material se lamina por calentamiento y presionando, todo el laminado se deformará.

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

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Espesor de la capa dieléctrica de PCB

También es un buen hábito equilibrar el grosor de la capa dieléctrica de toda la pila. Idealmente, el grosor de cada capa dieléctrica debe reflejarse de manera similar al tipo de capa se refleja.

Cuando el grosor es diferente, puede ser difícil obtener un grupo de material que sea fácil de fabricar. A veces, debido a características como trazas de antena, el apilamiento asimétrico puede ser inevitable, porque se puede requerir 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 que se relajen o abandonen completamente las tolerancias de arco y torcido, y si no pueden rendirse, incluso pueden renunciar al trabajo. No quieren reconstruir varios lotes caros con bajos rendimientos, y finalmente obtener suficientes unidades calificadas para cumplir con la cantidad de pedido original.

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Problema de grosor de PCB

Los arcos y los giros son los problemas de calidad más comunes. Cuando su pila está desequilibrada, hay otra situación que a veces causa controversia en la inspección final: el grosor general de PCB en diferentes posiciones en la placa de circuito cambiará. Esta situación es causada por supervisiones de diseño aparentemente menores y es relativamente poco común, pero puede suceder si su diseño siempre tiene una cobertura de cobre desigual en múltiples capas en la misma ubicación. Por lo general, se ve en las tablas que usan al menos 2 onzas de cobre y un número relativamente alto de capas. Lo que sucedió fue que un área de la junta tenía una gran cantidad de área con cobre, mientras que la otra parte estaba relativamente libre de cobre. Cuando estas capas se laminan juntas, el lado que contiene cobre se presiona a un grosor, mientras que el lado libre de cobre o sin cobre se presiona hacia abajo.

La mayoría de las placas de circuito que usan 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 cobertura de cobre más ligera pueden caer fácilmente por debajo de la tolerancia total del espesor. 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 para las consideraciones eléctricas o de peso, al menos agregue algunos agujeros chapados en la capa de cobre ligero y asegúrese de incluir almohadillas para agujeros en cada capa. Estas estructuras de agujeros/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 diseñar PCB de múltiples capas, debe prestar atención tanto al rendimiento eléctrico como a la estructura física, incluso si necesita comprometerse en estos dos aspectos para lograr un diseño general práctico y fabricable. Al sopesar varias opciones, tenga en cuenta que si es difícil o imposible llenar la pieza debido a la deformación del arco y las formas retorcidas, un diseño con características eléctricas perfectas es de poco uso. Equilibre la pila y preste atención a la distribución de cobre en cada capa. Estos pasos aumentan la posibilidad de obtener finalmente una placa de circuito que sea fácil de ensamblar e instalar.