Monikerroksisen piirilevyn (painetun piirilevyn) suunnittelu voi olla hyvin monimutkaista. Se, että suunnittelu edellyttää jopa useamman kuin kahden kerroksen käyttöä, tarkoittaa, että tarvittavaa määrää piirejä ei voida asentaa vain ylä- ja alapinnoille. Vaikka piiri sopii kahteen ulompaan kerrokseen, piirilevyn suunnittelija voi päättää lisätä teho- ja maakerroksia sisäisesti suorituskykyvirheiden korjaamiseksi.

Lämpö-ongelmista monimutkaisiin EMI- (sähkömagneettisiin häiriöihin) tai ESD-ongelmiin (elektrostaattiseen purkaukseen) on monia eri tekijöitä, jotka voivat johtaa piirin optimaalista huonompaan suorituskykyyn, ja ne on ratkaistava ja poistettava. Vaikka ensimmäinen tehtäväsi suunnittelijana on sähköongelmien korjaaminen, on kuitenkin yhtä tärkeää olla huomioimatta piirilevyn fyysistä konfiguraatiota. Sähköisesti ehjät levyt voivat silti taipua tai vääntyä, mikä tekee kokoamisesta vaikeaa tai jopa mahdotonta. Onneksi PCB:n fyysiseen konfiguraatioon kiinnittäminen suunnittelusyklin aikana minimoi tulevia kokoonpanoongelmia. Kerrosten välinen tasapaino on yksi mekaanisesti vakaan piirilevyn avaintekijöistä.

01
Tasapainotettu PCB-pinoaminen

Tasapainotettu pinoaminen on pino, jossa piirilevyn kerrospinta ja poikkileikkausrakenne ovat molemmat kohtuullisen symmetrisiä. Tarkoituksena on eliminoida alueita, jotka voivat deformoitua joutuessaan alttiiksi rasitukselle tuotantoprosessin aikana, erityisesti laminointivaiheessa. Kun piirilevy on vääntynyt, sitä on vaikea asettaa tasaiseksi kokoamista varten. Tämä pätee erityisesti piirilevyihin, jotka kootaan automaattisille pinta-asennus- ja sijoituslinjoille. Äärimmäisissä tapauksissa muodonmuutos voi jopa estää kootun PCBA:n (painetun piirilevykokoonpanon) kokoamisen lopputuotteeksi.

IPC:n tarkastusstandardien pitäisi estää pahimmin taipuneiden levyjen pääsy laitteeseesi. Kuitenkin, jos piirilevyn valmistajan prosessi ei ole täysin käsistä, useimpien taivutusten perimmäinen syy liittyy silti suunnitteluun. Siksi on suositeltavaa, että tarkistat piirilevyn perusteellisesti ja teet tarvittavat säädöt ennen ensimmäisen prototyyppitilauksen tekemistä. Tämä voi estää huonot sadot.

02
Piirilevyn osa

Yleinen suunnitteluun liittyvä syy on, että piirilevy ei pysty saavuttamaan hyväksyttävää tasaisuutta, koska sen poikkileikkausrakenne on epäsymmetrinen sen keskipisteen suhteen. Esimerkiksi, jos 8-kerroksisessa rakenteessa käytetään 4 signaalikerrosta tai kupari peittää keskeltä suhteellisen kevyet paikallistasot ja 4 suhteellisen kiinteää tasoa alla, pinon toisella puolella oleva jännitys toiseen nähden voi aiheuttaa Syövytyksen jälkeen, kun materiaali on laminoitu kuumentamalla ja puristamalla, koko laminaatti vääntyy.

Siksi on hyvä käytäntö suunnitella pino siten, että kuparikerroksen tyyppi (taso tai signaali) peilataan suhteessa keskustaan. Alla olevassa kuvassa ylä- ja alatyypit vastaavat, L2-L7, L3-L6 ja L4-L5 vastaavat. Todennäköisesti kaikkien signaalikerrosten kuparipeitto on vertailukelpoinen, kun taas tasokerros koostuu pääosin kiinteästä valetusta kuparista. Jos näin on, piirilevyllä on hyvä mahdollisuus tehdä tasainen, tasainen pinta, joka on ihanteellinen automatisoituun kokoonpanoon.

03
PCB dielektrisen kerroksen paksuus

On myös hyvä tapa tasapainottaa koko pinon dielektrisen kerroksen paksuutta. Ihannetapauksessa jokaisen dielektrisen kerroksen paksuus tulisi peilata samalla tavalla kuin kerrostyyppi peilataan.

Kun paksuus on erilainen, voi olla vaikeaa saada helposti valmistettava materiaaliryhmä. Joskus ominaisuuksien, kuten antennijälkien, vuoksi epäsymmetrinen pinoaminen voi olla väistämätöntä, koska antennijäljen ja sen vertailutason välillä saattaa olla tarpeen olla erittäin suuri etäisyys, mutta muista tutkia ja tyhjentää kaikki ennen kuin jatkat. Muut vaihtoehdot. Kun tarvitaan epätasaista dielektristä etäisyyttä, useimmat valmistajat pyytävät rentoutumaan tai luopumaan kokonaan jousen ja kierteen toleransseista, ja jos he eivät voi luovuttaa, he voivat jopa luopua työstä. He eivät halua rakentaa uudelleen useita kalliita eriä alhaisella tuotolla ja lopulta saada tarpeeksi päteviä yksiköitä alkuperäisen tilausmäärän täyttämiseksi.

04
PCB:n paksuusongelma

Jouset ja kierteet ovat yleisimpiä laatuongelmia. Kun pino on epätasapainossa, on toinen tilanne, joka joskus aiheuttaa kiistaa lopputarkastuksessa - piirilevyn kokonaispaksuus piirilevyn eri kohdissa muuttuu. Tämä tilanne johtuu näennäisesti pienistä suunnitteluvirheistä, ja se on suhteellisen harvinainen, mutta se voi tapahtua, jos asettelussasi on aina epätasainen kuparipeitto useilla kerroksilla samassa paikassa. Se näkyy yleensä levyillä, jotka käyttävät vähintään 2 unssia kuparia ja suhteellisen paljon kerroksia. Tapahtui, että levyn yhdellä alueella oli paljon kuparia kaadettua aluetta, kun taas toisessa osassa oli suhteellisen kuparia. Kun nämä kerrokset laminoidaan yhteen, kuparipitoinen puoli puristetaan alas paksuksi, kun taas kupariton tai kupariton puoli painetaan alas.

Useimmat piirilevyt, joissa käytetään puoli unssia tai 1 unssia kuparia, eivät vaikuta paljon, mutta mitä raskaampaa kupari on, sitä suurempi paksuushäviö. Jos sinulla on esimerkiksi 8 kerrosta 3 unssia kuparia, kevyemmät kuparipeittoalueet voivat helposti pudota kokonaispaksuustoleranssin alapuolelle. Tämän estämiseksi kaada kupari tasaisesti koko kerroksen pintaan. Jos tämä on epäkäytännöllistä sähkö- tai painonäkökohtien vuoksi, lisää ainakin pinnoitettuja läpimeneviä reikiä kevyeen kuparikerrokseen ja varmista, että jokaiseen kerrokseen on tyynyt reikiä varten. Nämä reikä/tyynyrakenteet tarjoavat mekaanista tukea Y-akselille, mikä vähentää paksuushäviötä.

05
Uhraa menestys

Jopa monikerroksisia piirilevyjä suunniteltaessa ja asettaessa on kiinnitettävä huomiota sekä sähköiseen suorituskykyyn että fyysiseen rakenteeseen, vaikka joutuisit tinkimään näistä kahdesta näkökulmasta käytännöllisen ja valmistettavan kokonaissuunnittelun saavuttamiseksi. Eri vaihtoehtoja punnittaessa tulee muistaa, että jos osan täyttäminen on vaikeaa tai mahdotonta keulan muodonmuutosten ja kierrettyjen muotojen vuoksi, ei täydellisillä sähköisillä ominaisuuksilla olevasta rakenteesta ole hyötyä. Tasapainota pino ja kiinnitä huomiota kunkin kerroksen kuparin jakautumiseen. Nämä vaiheet lisäävät mahdollisuuksia saada vihdoin piirilevy, joka on helppo koota ja asentaa.