O deseño dun PCB multicapa (placa de circuíto impreso) pode ser moi complicado. O feito de que o deseño requira incluso o uso de máis de dúas capas significa que o número necesario de circuítos non poderá instalarse só nas superficies superior e inferior. Mesmo cando o circuíto encaixa nas dúas capas exteriores, o deseñador de PCB pode decidir engadir capas de enerxía e terra internamente para corrixir os defectos de rendemento.

Desde problemas térmicos ata problemas complexos de EMI (interferencia electromagnética) ou ESD (descarga electrostática), hai moitos factores diferentes que poden levar a un rendemento subóptimo do circuíto e deben ser resoltos e eliminados. Non obstante, aínda que a túa primeira tarefa como deseñador é corrixir problemas eléctricos, é igualmente importante non ignorar a configuración física da placa de circuíto. As placas eléctricamente intactas aínda poden dobrarse ou torcerse, o que dificulta ou mesmo imposibilita a montaxe. Afortunadamente, a atención á configuración física da PCB durante o ciclo de deseño minimizará os problemas de montaxe futuros. O equilibrio capa a capa é un dos aspectos clave dunha placa de circuíto mecánicamente estable.

01
Empilamento equilibrado de PCB

O apilamiento equilibrado é unha pila na que a superficie da capa e a estrutura da sección transversal da placa de circuíto impreso son razoablemente simétricas. O obxectivo é eliminar zonas que poidan deformarse ao someterse a tensión durante o proceso de produción, especialmente durante a fase de laminación. Cando a placa de circuíto está deformada, é difícil colocala plana para a súa montaxe. Isto é especialmente certo para placas de circuíto que se ensamblarán en liñas de colocación e montaxe en superficie automatizadas. En casos extremos, a deformación pode incluso dificultar a montaxe do PCBA (conxunto de placa de circuíto impreso) montado no produto final.

Os estándares de inspección de IPC deben evitar que as placas máis dobradas cheguen ao teu equipo. Non obstante, se o proceso do fabricante de PCB non está completamente fóra de control, a causa raíz da maioría da flexión aínda está relacionada co deseño. Polo tanto, recoméndase que comprobe a fondo o deseño do PCB e faga os axustes necesarios antes de facer o seu primeiro pedido de prototipos. Isto pode evitar rendementos pobres.

02
Sección de placa de circuíto

Unha razón común relacionada co deseño é que a placa de circuíto impreso non poderá alcanzar unha planitude aceptable porque a súa estrutura de sección transversal é asimétrica respecto ao seu centro. Por exemplo, se un deseño de 8 capas utiliza 4 capas de sinal ou o cobre sobre o centro cobre planos locais relativamente lixeiros e 4 planos relativamente sólidos por debaixo, a tensión nun lado da pila en relación ao outro pode causar Despois do gravado, cando o material laminado por calefacción e prensado, todo o laminado deformarase.

Polo tanto, é unha boa práctica deseñar a pila de xeito que o tipo de capa de cobre (plano ou sinal) se reflicta con respecto ao centro. Na seguinte figura, os tipos superior e inferior coinciden, L2-L7, L3-L6 e L4-L5 coinciden. Probablemente a cobertura de cobre en todas as capas de sinal é comparable, mentres que a capa plana está composta principalmente de cobre fundido sólido. Se este é o caso, entón a placa de circuíto ten unha boa oportunidade para completar unha superficie plana e plana, que é ideal para a montaxe automatizada.

03
Espesor da capa dieléctrica de PCB

Tamén é un bo hábito equilibrar o grosor da capa dieléctrica de toda a pila. Idealmente, o grosor de cada capa dieléctrica debería reflectirse dun xeito similar ao que se reflicte o tipo de capa.

Cando o grosor é diferente, pode ser difícil obter un grupo de materiais que sexa fácil de fabricar. Ás veces, debido a características como as trazas de antena, o apilado asimétrico pode ser inevitable, porque pode ser necesaria unha distancia moi grande entre o trazo da antena e o seu plano de referencia, pero asegúrese de explorar e esgotar todo antes de continuar. Outras opcións. Cando se require un espazamento dieléctrico desigual, a maioría dos fabricantes pedirán relaxarse ​​ou abandonar completamente as tolerancias de arco e torsión e, se non poden renunciar, incluso poden renunciar ao traballo. Non queren reconstruír varios lotes caros con baixos rendementos e, finalmente, conseguir suficientes unidades cualificadas para satisfacer a cantidade de pedido orixinal.

04
Problema de espesor de PCB

Os arcos e xiros son os problemas de calidade máis comúns. Cando a túa pila está desequilibrada, hai outra situación que ás veces provoca controversia na inspección final: o grosor global da PCB en diferentes posicións da placa de circuíto cambiará. Esta situación é causada por descoidos de deseño aparentemente menores e é relativamente pouco común, pero pode ocorrer se o teu deseño sempre ten unha cobertura de cobre desigual en varias capas no mesmo lugar. Adóitase ver en táboas que usan polo menos 2 onzas de cobre e un número relativamente alto de capas. O que pasou foi que unha área do taboleiro tiña unha gran cantidade de área de cobre vertido, mentres que a outra parte estaba relativamente libre de cobre. Cando estas capas se laminan xuntas, o lado que contén cobre presiona ata un grosor, mentres que o lado libre ou libre de cobre é presionado.

A maioría das placas de circuíto que usan media onza ou 1 onza de cobre non se verán afectadas moito, pero canto máis pesado sexa o cobre, maior será a perda de espesor. Por exemplo, se tes 8 capas de 3 onzas de cobre, as áreas cunha cobertura de cobre máis lixeira poden caer facilmente por debaixo da tolerancia total do espesor. Para evitar que isto ocorra, asegúrese de verter o cobre uniformemente en toda a superficie da capa. Se isto non é práctico por consideracións eléctricas ou de peso, engade polo menos algúns orificios pasantes chapados na capa de cobre lixeiro e asegúrate de incluír almofadas para orificios en cada capa. Estas estruturas de burato/almofada proporcionarán soporte mecánico no eixe Y, reducindo así a perda de espesor.

05
Sacrificar o éxito

Mesmo ao deseñar e colocar PCB multicapa, debes prestar atención tanto ao rendemento eléctrico como á estrutura física, aínda que teñas que comprometer estes dous aspectos para conseguir un deseño xeral práctico e fabricable. Ao pesar varias opcións, hai que ter en conta que se é difícil ou imposible encher a peza pola deformación do arco e as formas retorcidas, de pouco serve un deseño con características eléctricas perfectas. Equilibre a pila e preste atención á distribución de cobre en cada capa. Estes pasos aumentan a posibilidade de obter finalmente unha placa de circuíto que sexa fácil de montar e instalar.