A többrétegű PCB (nyomtatott áramköri lap) tervezése nagyon bonyolult lehet. Az a tény, hogy a kialakítás még kettőnél több réteg alkalmazását is megköveteli, azt jelenti, hogy a szükséges számú áramkört nem lehet csak a felső és az alsó felületre telepíteni. Még akkor is, ha az áramkör belefér a két külső rétegbe, a NYÁK-tervező dönthet úgy, hogy a teljesítményhibák kijavítása érdekében belső táp- és földréteget ad hozzá.

A hőproblémáktól kezdve az összetett EMI- (elektromágneses interferencia) vagy ESD-problémákig (elektrostatikus kisülés) számos különböző tényező vezethet az áramkör optimálistól elmaradó teljesítményéhez, és ezeket meg kell oldani és ki kell küszöbölni. Bár tervezőként az első feladata az elektromos problémák kijavítása, ugyanilyen fontos, hogy ne hagyja figyelmen kívül az áramköri lap fizikai konfigurációját. Az elektromosan sértetlen táblák továbbra is elhajolhatnak vagy elcsavarodhatnak, ami megnehezíti vagy akár lehetetlenné teszi az összeszerelést. Szerencsére a tervezési ciklus során a PCB fizikai konfigurációjára való odafigyelés minimalizálja a jövőbeni összeszerelési problémákat. A rétegek közötti egyensúly a mechanikailag stabil áramköri lapok egyik kulcsfontosságú szempontja.

01
Kiegyensúlyozott NYÁK-rakás

A kiegyensúlyozott halmozás olyan köteg, amelyben a nyomtatott áramköri lap rétegfelülete és keresztmetszeti szerkezete egyaránt ésszerűen szimmetrikus. A cél az, hogy kiküszöböljük azokat a területeket, amelyek deformálódhatnak, ha feszültségnek vannak kitéve a gyártási folyamat során, különösen a laminálási fázisban. Ha az áramköri kártya deformálódik, nehéz azt síkba fektetni az összeszereléshez. Ez különösen igaz azokra az áramköri lapokra, amelyeket automatizált felületre szerelhető és elhelyezési vonalakon szerelnek össze. Extrém esetben a deformáció még az összeszerelt PCBA (nyomtatott áramköri kártya) végtermékké történő összeszerelését is akadályozhatja.

Az IPC ellenőrzési szabványainak meg kell akadályozniuk, hogy a legerősebben hajlított táblák elérjék a berendezést. Mindazonáltal, ha a NYÁK-gyártó folyamata nem teljesen kontrollálatlan, akkor a legtöbb hajlítás kiváltó oka továbbra is a tervezéssel kapcsolatos. Ezért javasoljuk, hogy alaposan ellenőrizze a nyomtatott áramköri lap elrendezését, és végezze el a szükséges módosításokat az első prototípus rendelés leadása előtt. Ezzel elkerülhető a rossz termés.

02
Áramköri rész

Gyakori tervezési ok, hogy a nyomtatott áramköri lap nem tud elfogadható síkságot elérni, mert keresztmetszeti szerkezete aszimmetrikus a középpontjához képest. Például, ha egy 8 rétegű kialakítás 4 jelréteget használ, vagy a középen lévő réz viszonylag könnyű lokális síkot fed le, alatta pedig 4 viszonylag tömör síkot, akkor a köteg egyik oldalán a másikhoz viszonyított feszültség okozhat Maratás után, amikor az anyag hevítéssel és préseléssel laminálják, a teljes laminátum deformálódni fog.

Ezért jó gyakorlat a verem kialakítása úgy, hogy a rézréteg típusa (sík vagy jel) tükröződjön a középponthoz képest. Az alábbi ábrán a felső és az alsó típus egyezik, L2-L7, L3-L6 és L4-L5 egyezik. Valószínűleg a réz lefedettsége minden jelrétegen összehasonlítható, míg a síkréteg főként tömör öntött rézből áll. Ha ez a helyzet, akkor az áramköri lapnak jó lehetősége van egy sík, sík felület elkészítésére, amely ideális az automatizált összeszereléshez.

03
PCB dielektromos réteg vastagsága

Az is jó szokás, hogy a teljes köteg dielektromos rétegének vastagságát egyensúlyba hozza. Ideális esetben az egyes dielektromos rétegek vastagságát a rétegtípus tükrözéséhez hasonló módon kell tükrözni.

Eltérő vastagság esetén nehéz lehet könnyen gyártható anyagcsoportot előállítani. Néha az olyan jellemzők miatt, mint az antennanyomok, elkerülhetetlen lehet az aszimmetrikus egymásra helyezés, mivel nagyon nagy távolságra lehet szükség az antennanyom és a referenciasík között, de kérjük, minden esetben tájékozódjon és merítsen ki mindent a folytatás előtt. Egyéb lehetőségek. Ha egyenetlen dielektromos távolságra van szükség, a legtöbb gyártó lazítást vagy az ív- és csavartűrések teljes elhagyását kéri, és ha nem tudják feladni, akár a munkát is feladhatják. Nem akarnak több drága tételt újjáépíteni alacsony hozam mellett, és végül elegendő minősített egységet szerezni az eredeti rendelési mennyiség teljesítéséhez.

04
PCB vastagsági probléma

Az íjak és csavarások a leggyakoribb minőségi problémák. Ha a verem kiegyensúlyozatlan, van egy másik helyzet, amely néha vitákat okoz a végső ellenőrzés során – az áramköri lap különböző helyein a teljes PCB vastagság megváltozik. Ezt a helyzetet látszólag apró tervezési hibák okozzák, és viszonylag ritka, de előfordulhat, ha az elrendezésben mindig egyenetlen a rézfedés több rétegen ugyanazon a helyen. Általában olyan táblákon látható, amelyek legalább 2 uncia rezet és viszonylag sok réteget használnak. Az történt, hogy a tábla egyik részén nagy mennyiségű rézzel öntött terület volt, míg a másik része viszonylag rézmentes volt. Amikor ezeket a rétegeket egymáshoz lamináljuk, a réztartalmú oldal vastagságig lenyomódik, míg a rézmentes vagy rézmentes oldal lenyomódik.

A legtöbb fél uncia vagy 1 uncia rezet használó áramköri lapokat ez nem érinti nagy mértékben, de minél nehezebb a réz, annál nagyobb a vastagságveszteség. Például, ha 8 réteg 3 uncia rézből áll, a világosabb rézborítású területek könnyen a teljes vastagságtűrés alá eshetnek. Ennek elkerülése érdekében ügyeljen arra, hogy a rezet egyenletesen öntse a réteg teljes felületére. Ha ez elektromos vagy súly miatt nem praktikus, legalább néhány bevonatos átmenő lyukat adjon hozzá a könnyű rézréteghez, és ügyeljen arra, hogy minden rétegen legyen párna a lyukak számára. Ezek a furat/párna szerkezetek mechanikai támasztást biztosítanak az Y tengelyen, ezáltal csökkentve a vastagságveszteséget.

05
Feláldozni a sikert

Még a többrétegű nyomtatott áramköri lapok tervezése és elrendezése során is figyelnie kell az elektromos teljesítményre és a fizikai felépítésre, még akkor is, ha e két szempont tekintetében kompromisszumot kell kötnie a praktikus és legyártható általános kialakítás elérése érdekében. A különféle opciók mérlegelésekor ne feledje, hogy ha az alkatrészt nehéz vagy lehetetlen kitölteni az íj deformációja és az elcsavarodott formák miatt, akkor a tökéletes elektromos jellemzőkkel rendelkező kialakításnak nem sok haszna van. Egyensúlyozza ki a köteget, és ügyeljen a réz eloszlására minden rétegen. Ezek a lépések növelik annak lehetőségét, hogy végre könnyen összeszerelhető és telepíthető áramköri lapot szerezzenek.