Mitmekihilise PCB (trükkplaadi) disain võib olla väga keeruline. Asjaolu, et disain nõuab isegi rohkem kui kahe kihi kasutamist, tähendab, et vajalikku arvu ahelaid ei saa paigaldada ainult ülemisele ja alumisele pinnale. Isegi kui vooluahel mahub kahte välimisse kihti, võib PCB disainer otsustada jõudlusvigade parandamiseks sisemiselt lisada toite- ja maanduskihid.

Alates soojusprobleemidest kuni keeruliste EMI (elektromagnetiliste häirete) või ESD (elektrostaatiliste häirete) probleemideni on palju erinevaid tegureid, mis võivad viia ahela ebaoptimaalse jõudluseni ning need tuleb lahendada ja kõrvaldada. Kuigi teie esimene ülesanne disainerina on elektriprobleemide lahendamine, on sama oluline mitte eirata trükkplaadi füüsilist konfiguratsiooni. Elektriliselt terved lauad võivad siiski painduda või väänduda, muutes kokkupaneku keeruliseks või isegi võimatuks. Õnneks vähendab projekteerimistsükli ajal PCB füüsilisele konfiguratsioonile tähelepanu pööramine tulevasi koosteprobleeme miinimumini. Kihtidevaheline tasakaal on mehaaniliselt stabiilse trükkplaadi üks peamisi aspekte.

01
Tasakaalustatud PCB virnastamine

Tasakaalustatud virnastamine on virn, milles trükkplaadi kihi pind ja ristlõike struktuur on mõlemad mõistlikult sümmeetrilised. Eesmärk on kõrvaldada piirkonnad, mis võivad tootmisprotsessi ajal, eriti lamineerimisetapis, stressi mõjul deformeeruda. Kui trükkplaat on deformeerunud, on seda keeruline kokkupanemiseks tasaseks panna. See kehtib eriti trükkplaatide kohta, mis monteeritakse automaatsetele pindpaigaldus- ja paigutusliinidele. Äärmuslikel juhtudel võib deformatsioon isegi takistada kokkupandud PCBA (trükkplaadi komplekt) lõpptooteks kokkupanemist.

IPC kontrollistandardid peaksid takistama kõige tugevamini painutatud plaatide jõudmist teie seadmeteni. Sellegipoolest, kui PCB tootja protsess ei ole täielikult kontrolli alt väljunud, on enamiku painde algpõhjus ikkagi seotud disainiga. Seetõttu on soovitatav enne esimese prototüübi tellimuse esitamist põhjalikult kontrollida PCB paigutust ja teha vajalikud muudatused. See võib vältida halba saaki.

02
Trükkplaadi sektsioon

Üldine disainiga seotud põhjus on see, et trükkplaat ei suuda saavutada vastuvõetavat tasasust, kuna selle ristlõike struktuur on keskkoha suhtes asümmeetriline. Näiteks kui 8-kihilises konstruktsioonis kasutatakse 4 signaalikihti või vask katab keskelt suhteliselt kergeid lokaalseid tasapindu ja allpool 4 suhteliselt kindlat tasapinda, võib virna ühel küljel tekkiv pinge teise suhtes põhjustada pärast söövitamist, kui materjal on lamineeritud kuumutamise ja pressimise teel, deformeerub kogu laminaat.

Seetõttu on hea tava kujundada virn nii, et vasekihi tüüp (tasand või signaal) peegeldub keskkoha suhtes. Alloleval joonisel kattuvad ülemised ja alumised tüübid, L2-L7, L3-L6 ja L4-L5 sobivad. Tõenäoliselt on vase katvus kõigil signaalikihtidel võrreldav, samas kui tasapinnaline kiht koosneb peamiselt tahkest valuvasest. Kui see on nii, siis on trükkplaadil hea võimalus teha tasane tasane pind, mis sobib ideaalselt automatiseeritud kokkupanekuks.

03
PCB dielektrilise kihi paksus

Samuti on hea harjumus tasakaalustada kogu virna dielektrilise kihi paksust. Ideaalis tuleks iga dielektrilise kihi paksust peegeldada sarnaselt kihitüübiga.

Kui paksus on erinev, võib kergesti valmistatava materjalirühma hankimine olla keeruline. Mõnikord võib selliste funktsioonide, nagu antennijälje, tõttu asümmeetriline virnastamine olla vältimatu, sest antenni jälje ja selle võrdlustasandi vahel võib olla vajalik väga suur vahemaa, kuid enne jätkamist uurige ja ammendage kõik. Muud võimalused. Kui on vaja ebaühtlast dielektrilist vahekaugust, palub enamik tootjaid lõdvestuda või täielikult loobuda vibu ja väände tolerantsid ning kui nad ei suuda loobuda, võivad nad isegi tööst loobuda. Nad ei taha mitut kallet madala tootlusega partiid ümber ehitada ja siis lõpuks hankida piisavalt kvalifitseeritud ühikuid, et täita algne tellimiskogus.

04
PCB paksuse probleem

Vibud ja keerdud on kõige levinumad kvaliteediprobleemid. Kui teie virn on tasakaalust väljas, tekib teine ​​olukord, mis põhjustab lõppkontrollis mõnikord vaidlusi - PCB üldine paksus trükkplaadi erinevates kohtades muutub. See olukord on põhjustatud näiliselt väikestest kujundusvigastustest ja see on suhteliselt haruldane, kuid see võib juhtuda, kui teie paigutusel on alati ebaühtlane vaskkate samas kohas mitmel kihil. Tavaliselt on seda näha plaatidel, mis kasutavad vähemalt 2 untsi vaske ja suhteliselt palju kihte. Juhtus see, et plaadi ühel alal oli palju vasega valatud ala, samas kui teine ​​osa oli suhteliselt vasevaba. Kui need kihid kokku lamineeritakse, surutakse vaske sisaldav pool paksuseks, vasevaba või vasevaba pool aga alla.

Enamikku trükkplaate, mis kasutavad pool untsi või 1 untsi vaske, ei mõjuta see palju, kuid mida raskem on vask, seda suurem on paksuse kadu. Näiteks kui teil on 8 kihti 3 untsi vaske, võivad kergema vasega kaetud alad kergesti langeda alla kogu paksuse tolerantsi. Selle vältimiseks valage vask ühtlaselt kogu kihi pinnale. Kui see on elektri- või kaalukaalutlustel ebapraktiline, lisage heledale vasekihile vähemalt mõned kaetud läbivad augud ja veenduge, et igale kihile on aukude jaoks padjad. Need ava/padja konstruktsioonid pakuvad mehaanilist tuge Y-teljel, vähendades seeläbi paksuse kadu.

05
Ohverdage edu

Isegi mitmekihiliste PCBde projekteerimisel ja paigaldamisel peate pöörama tähelepanu nii elektrilisele jõudlusele kui ka füüsilisele struktuurile, isegi kui peate praktilise ja valmistatava üldise disaini saavutamiseks tegema kompromisse nende kahe aspekti osas. Erinevate valikute kaalumisel pidage meeles, et kui detaili on vööri deformatsiooni ja väändunud vormide tõttu raske või võimatu täita, pole täiuslike elektriliste omadustega disainist suurt kasu. Tasakaalustage virn ja pöörake tähelepanu vase jaotusele igas kihis. Need sammud suurendavad võimalust lõpuks hankida trükkplaat, mida on lihtne kokku panna ja paigaldada.