طراحی یک PCB چند لایه (برد مدار چاپی) می تواند بسیار پیچیده باشد. این واقعیت که طراحی حتی به استفاده از بیش از دو لایه نیاز دارد به این معنی است که تعداد مورد نیاز مدارها فقط در سطوح بالا و پایین قادر به نصب نخواهد بود. حتی هنگامی که مدار در دو لایه بیرونی جای می گیرد ، طراح PCB می تواند برای اصلاح نقص عملکرد تصمیم بگیرد که در داخل لایه های قدرت و زمین را در داخل اضافه کند.

از مسائل حرارتی گرفته تا مسائل پیچیده EMI (تداخل الکترومغناطیسی) یا ESD (تخلیه الکترواستاتیک) ، عوامل مختلفی وجود دارد که می تواند منجر به عملکرد مدار زیر حد متوسط ​​شود و نیاز به برطرف شدن و حذف آنها داشته باشد. با این حال ، اگرچه اولین کار شما به عنوان یک طراح اصلاح مشکلات الکتریکی است ، اما به همان اندازه مهم نیست که پیکربندی فیزیکی برد مدار را نادیده نگیرید. تخته های دست نخورده برقی ممکن است هنوز خم یا پیچ خورده باشند و مونتاژ را دشوار یا حتی غیرممکن می کند. خوشبختانه ، توجه به پیکربندی فیزیکی PCB در طول چرخه طراحی ، مشکلات مونتاژ آینده را به حداقل می رساند. تعادل لایه به لایه یکی از جنبه های اصلی یک مدار مدار با ثبات مکانیکی است.

01
انباشت PCB متعادل

انباشت متعادل پشته ای است که در آن سطح لایه و ساختار مقطعی از برد مدار چاپی هر دو از نظر منطقی متقارن هستند. هدف از بین بردن مناطقی است که ممکن است در هنگام تولید استرس در طی فرآیند تولید ، به ویژه در مرحله لمینیت ، تغییر شکل دهند. هنگامی که برد مدار تغییر شکل می یابد ، دشوار است که آن را برای مونتاژ صاف کنید. این امر به ویژه در مورد تابلوهای مدار که در خطوط نصب و قرار دادن سطح خودکار مونتاژ می شوند ، صادق است. در موارد شدید ، تغییر شکل حتی می تواند مونتاژ PCBA مونتاژ شده (مونتاژ صفحه مدار چاپی) را به محصول نهایی مانع کند.

استانداردهای بازرسی IPC باید از رسیدن شدیدترین تابلوهای خم شده به تجهیزات شما جلوگیری کند. با این وجود ، اگر فرآیند تولید کننده PCB کاملاً از کنترل خارج نشود ، علت اصلی خم شدن هنوز هم به طراحی مربوط می شود. بنابراین ، توصیه می شود قبل از قرار دادن اولین سفارش نمونه اولیه خود ، طرح PCB را به طور کامل بررسی کرده و تنظیمات لازم را انجام دهید. این می تواند از بازده ضعیف جلوگیری کند.

02
بخش مدار

یک دلیل مشترک مربوط به طراحی این است که برد مدار چاپی قادر به دستیابی به صافی قابل قبول نخواهد بود زیرا ساختار مقطعی آن در مورد مرکز آن نامتقارن است. به عنوان مثال ، اگر یک طرح 8 لایه از 4 لایه سیگنال یا مس در بالای مرکز استفاده کند و هواپیماهای محلی نسبتاً سبک و 4 هواپیمای نسبتاً جامد را در زیر قرار دهد ، استرس در یک طرف پشته نسبت به طرف دیگر ممکن است بعد از اچ کردن ایجاد شود ، هنگامی که ماده با گرمایش و فشار دادن لایه بندی می شود ، کل لمینت تغییر شکل می یابد.

بنابراین ، طراحی پشته به گونه ای خوب است که نوع لایه مس (هواپیما یا سیگنال) با توجه به مرکز آینه شود. در شکل زیر ، انواع بالا و پایین مطابقت دارد ، L2-L7 ، L3-L6 و L4-L5 مطابقت دارد. احتمالاً پوشش مس در تمام لایه های سیگنال قابل مقایسه است ، در حالی که لایه مسطح عمدتا از مس جامد است. در این صورت ، تخته مدار فرصت مناسبی برای تکمیل یک سطح صاف و مسطح دارد که برای مونتاژ خودکار ایده آل است.

03
ضخامت لایه دی الکتریک PCB

همچنین تعادل ضخامت لایه دی الکتریک کل پشته ، عادت خوبی است. در حالت ایده آل ، ضخامت هر لایه دی الکتریک باید به روشی مشابه آینه شود زیرا نوع لایه آینه می شود.

هنگامی که ضخامت متفاوت است ، به دست آوردن یک گروه مادی که تولید آن آسان باشد ممکن است دشوار باشد. بعضی اوقات به دلیل ویژگی هایی مانند آثار آنتن ، انباشت نامتقارن ممکن است اجتناب ناپذیر باشد ، زیرا ممکن است فاصله بسیار زیادی بین ردیابی آنتن و هواپیمای مرجع آن مورد نیاز باشد ، اما لطفاً قبل از ادامه کار حتماً همه را کشف و اگزوز کنید. گزینه های دیگر هنگامی که فاصله دی الکتریک ناهموار مورد نیاز است ، بیشتر تولید کنندگان از آنها می خواهند که آرامش های کمان و پیچ و تاب را کاملاً رها کنند و اگر نتوانند تسلیم شوند ، حتی ممکن است از کار خودداری کنند. آنها نمی خواهند چندین دسته گران قیمت را با بازده پایین بازسازی کنند و سپس در نهایت واحدهای واجد شرایط به اندازه کافی برای تأمین مقدار سفارش اصلی دریافت می کنند.

04
مشکل ضخامت PCB

کمان و پیچ و تاب رایج ترین مشکلات کیفیت است. هنگامی که پشته شما نامتوازن است ، وضعیت دیگری وجود دارد که گاهی اوقات باعث اختلاف نظر در بازرسی نهایی می شود-ضخامت کلی PCB در موقعیت های مختلف در صفحه مدار تغییر خواهد کرد. این وضعیت ناشی از نظارت به ظاهر جزئی است و نسبتاً غیر معمول است ، اما اگر طرح شما همیشه پوشش مس ناهموار بر روی چندین لایه در همان مکان باشد ، می تواند اتفاق بیفتد. معمولاً در تابلوهایی مشاهده می شود که حداقل از 2 اونس مس و تعداد نسبتاً زیاد لایه استفاده می کنند. اتفاقی که افتاد این بود که یک منطقه از هیئت مدیره مقدار زیادی از منطقه ری ریخته داشت ، در حالی که قسمت دیگر نسبتاً عاری از مس بود. هنگامی که این لایه ها با هم لمینت می شوند ، طرف حاوی مس به ضخامت فشار می یابد ، در حالی که طرف بدون مس یا مس به پایین فشرده می شود.

بیشتر تابلوهای مدار با استفاده از نیمی از اونس یا 1 اونس مس تحت تأثیر قرار نمی گیرند ، اما هرچه مس سنگین تر باشد ، ضخامت آن بیشتر می شود. به عنوان مثال ، اگر 8 لایه 3 اونس مس دارید ، مناطقی با پوشش مس سبک تر می توانند به راحتی تحت تحمل ضخامت کل قرار گیرند. برای جلوگیری از وقوع این امر ، حتماً مس را به طور مساوی در کل سطح لایه بریزید. اگر این امر برای ملاحظات الکتریکی یا وزن غیر عملی است ، حداقل مقداری از آبکاری شده از طریق سوراخ های روی لایه مس سبک اضافه کنید و حتماً لنت هایی را برای سوراخ در هر لایه درج کنید. این ساختارهای سوراخ/پد پشتیبانی مکانیکی را در محور Y فراهم می کند و در نتیجه از بین رفتن ضخامت کاهش می یابد.

05
موفقیت فداکاری

حتی هنگام طراحی و تهیه PCB های چند لایه ، باید به عملکرد الکتریکی و ساختار فیزیکی توجه کنید ، حتی اگر برای دستیابی به یک طراحی کلی عملی و قابل تولید نیاز به سازش در این دو جنبه دارید. هنگام وزن کردن گزینه های مختلف ، به خاطر داشته باشید که اگر به دلیل تغییر شکل کمان و اشکال پیچ خورده دشوار یا غیرممکن باشد ، طرحی با خصوصیات الکتریکی کامل از آن استفاده نمی کند. پشته را متعادل کنید و به توزیع مس در هر لایه توجه کنید. این مراحل احتمال بدست آوردن یک برد مدار را که مونتاژ و نصب آن آسان است ، افزایش می دهد.