La conception d'un PCB multicouche (carte de circuit imprimé) peut être très compliquée. Le fait que la conception nécessite même l'utilisation de plus de deux couches signifie que le nombre de circuits requis ne pourra pas être installé uniquement sur les surfaces supérieure et inférieure. Même lorsque le circuit s'intègre dans les deux couches externes, le concepteur de PCB peut décider d'ajouter des couches d'alimentation et de sol en interne pour corriger les défauts de performance.

Des problèmes thermiques aux problèmes complexes EMI (interférence électromagnétique) ou ESD (décharge électrostatique), il existe de nombreux facteurs différents qui peuvent entraîner des performances sous-optimales du circuit et doivent être résolues et éliminées. Cependant, bien que votre première tâche en tant que concepteur soit de corriger les problèmes électriques, il est tout aussi important de ne pas ignorer la configuration physique de la carte de circuit imprimé. Les planches électriquement intactes peuvent toujours se plier ou se tordre, ce qui rend l'assemblage difficile, voire impossible. Heureusement, l'attention à la configuration physique PCB pendant le cycle de conception minimisera les futurs problèmes d'assemblage. L'équilibre de couche à couche est l'un des aspects clés d'une carte de circuit impliquée mécaniquement stable.

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Empilement de PCB équilibré

L'empilement équilibré est une pile dans laquelle la surface de la couche et la structure en coupe transversale de la carte de circuit imprimé sont toutes deux raisonnablement symétriques. Le but est d'éliminer les zones qui peuvent se déformer lorsqu'elles sont soumises à un stress pendant le processus de production, en particulier pendant la phase de laminage. Lorsque la carte de circuit imprimé est déformé, il est difficile de le poser à plat pour l'assemblage. Cela est particulièrement vrai pour les circuits imprimés qui seront assemblés sur le support de surface automatisé et les lignes de placement. Dans les cas extrêmes, la déformation peut même entraver l'assemblage du PCBA assemblé (ensemble de cartes de circuit imprimé) dans le produit final.

Les normes d'inspection de l'IPC devraient empêcher les conseils les plus courts d'atteindre votre équipement. Néanmoins, si le processus du fabricant de PCB n'est pas complètement hors de contrôle, la cause profonde de la plupart des flexions est toujours liée à la conception. Par conséquent, il est recommandé de vérifier soigneusement la disposition des PCB et de faire les ajustements nécessaires avant de passer votre première commande de prototype. Cela peut empêcher de mauvais rendements.

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Section de la carte de circuit

Une raison commune liée à la conception est que la carte de circuit imprimé ne sera pas en mesure d'obtenir une planéité acceptable car sa structure en coupe transversale est asymétrique sur son centre. Par exemple, si une conception de 8 couches utilise 4 couches de signal ou du cuivre sur le centre couvre des plans locaux relativement légers et 4 plans relativement solides ci-dessous, la contrainte d'un côté de la pile par rapport à l'autre peut provoquer après la gravure, lorsque le matériau est laminé en chauffant et en appuyant, le régime entier sera déformé.

Par conséquent, il est correct de concevoir la pile afin que le type de couche de cuivre (plan ou signal) se reflète par rapport au centre. Dans la figure ci-dessous, les types supérieurs et inférieurs correspondent, L2-L7, L3-L6 et L4-L5 correspondent. La couverture cuivre de toutes les couches de signal est probablement comparable, tandis que la couche planaire est principalement composée de cuivre moulé solide. Si tel est le cas, la carte de circuit imprimé a une bonne occasion de terminer une surface plate et plate, ce qui est idéal pour l'assemblage automatisé.

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Épaisseur de couche diélectrique PCB

C'est également une bonne habitude d'équilibrer l'épaisseur de la couche diélectrique de toute la pile. Idéalement, l'épaisseur de chaque couche diélectrique doit être reflétée de la même manière que le type de couche se reflète.

Lorsque l'épaisseur est différente, il peut être difficile d'obtenir un groupe de matériaux facile à fabriquer. Parfois, en raison de caractéristiques telles que des traces d'antenne, l'empilement asymétrique peut être inévitable, car une très grande distance entre la trace de l'antenne et son plan de référence peut être nécessaire, mais assurez-vous d'explorer et d'épuiser tout avant de continuer. Autres options. Lorsque l'espacement diélectrique inégal est nécessaire, la plupart des fabricants demanderont à se détendre ou à abandonner complètement les tolérances d'arc et de torsion, et s'ils ne peuvent pas abandonner, ils peuvent même abandonner le travail. Ils ne veulent pas reconstruire plusieurs lots coûteux avec des rendements faibles, puis obtenir enfin suffisamment d'unités qualifiées pour répondre à la quantité de commande d'origine.

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Problème d'épaisseur de PCB

Les arcs et les rebondissements sont les problèmes de qualité les plus courants. Lorsque votre pile est déséquilibrée, il y a une autre situation qui provoque parfois une controverse dans l'inspection finale - l'épaisseur globale du PCB à différentes positions sur le circuit imprimé changera. Cette situation est causée par des surveillants de conception apparemment mineurs et est relativement rare, mais cela peut se produire si votre disposition a toujours une couverture de cuivre inégale sur plusieurs couches au même endroit. Il est généralement observé sur des planches qui utilisent au moins 2 onces de cuivre et un nombre relativement élevé de couches. Ce qui s'est passé, c'est qu'une zone du conseil d'administration avait une grande quantité de zone empêchée de cuivre, tandis que l'autre partie était relativement exempte de cuivre. Lorsque ces couches sont laminées ensemble, le côté contenant du cuivre est pressé jusqu'à une épaisseur, tandis que le côté sans cuivre ou sans cuivre est pressé.

La plupart des circuits imprimés utilisant une demi-once ou 1 once de cuivre ne seront pas beaucoup affectés, mais plus le cuivre est lourd, plus la perte d'épaisseur est grande. Par exemple, si vous avez 8 couches de 3 onces de cuivre, les zones avec une couverture plus légère peuvent facilement tomber en dessous de la tolérance totale à l'épaisseur. Pour éviter que cela ne se produise, assurez-vous de verser le cuivre uniformément dans toute la surface de la couche. Si cela n'est pas pratique pour les considérations électriques ou de poids, ajoutez au moins quelques trous à travers les trous sur la couche de cuivre légère et assurez-vous d'inclure des coussinets pour les trous sur chaque couche. Ces structures de trous / pad fourniront un support mécanique sur l'axe Y, réduisant ainsi la perte d'épaisseur.

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Sacrifier le succès

Même lorsque vous concevez et disposant des PCB multicouches, vous devez prêter attention aux performances électriques et à la structure physique, même si vous devez faire des compromis sur ces deux aspects pour obtenir une conception globale pratique et fabriquée. Lorsque vous pesiez diverses options, gardez à l'esprit que s'il est difficile ou impossible de remplir la pièce en raison de la déformation de l'arc et des formes torsadées, une conception avec des caractéristiques électriques parfaites est peu utile. Équilibrez la pile et faites attention à la distribution de cuivre sur chaque couche. Ces étapes augmentent la possibilité d'obtenir enfin une carte de circuit imprimé facile à assembler et à installer.