Il design di un PCB multistrato (circuito stampato) può essere molto complicato. Il fatto che il design richieda persino l'uso di più di due strati significa che il numero richiesto di circuiti non sarà in grado di essere installato solo sulle superfici superiore e inferiore. Anche quando il circuito si adatta ai due strati esterni, il progettista di PCB può decidere di aggiungere internamente gli strati di potenza e di terra per correggere i difetti delle prestazioni.

Dalle questioni termiche alle complesse questioni EMI (interferenza elettromagnetica) o ESD (scarica elettrostatica), ci sono molti fattori diversi che possono portare a prestazioni del circuito non ottimale e devono essere risolti ed eliminati. Tuttavia, sebbene il tuo primo compito come progettista sia correggere i problemi elettrici, è altrettanto importante non ignorare la configurazione fisica del circuito. Le schede elettricamente intatte possono ancora piegarsi o ruotare, rendendo il montaggio difficile o addirittura impossibile. Fortunatamente, l'attenzione sulla configurazione fisica del PCB durante il ciclo di progettazione minimizzerà i futuri problemi di assemblaggio. L'equilibrio da strato-strato è uno degli aspetti chiave di un circuito meccanicamente stabile.

01
Impilamento PCB equilibrato

Lo stacking bilanciato è uno stack in cui la superficie dello strato e la struttura trasversale del circuito stampato sono entrambi ragionevolmente simmetrici. Lo scopo è di eliminare le aree che possono deformarsi se sottoposte a stress durante il processo di produzione, specialmente durante la fase di laminazione. Quando il circuito viene deformato, è difficile posare piatto per il montaggio. Ciò è particolarmente vero per i circuiti che verranno assemblati su supporti superficiali automatizzati e linee di posizionamento. In casi estremi, la deformazione può persino ostacolare l'assemblaggio del PCBA assemblato (gruppo di circuiti stampati) nel prodotto finale.

Gli standard di ispezione dell'IPC dovrebbero impedire alle schede più gravemente piegate di raggiungere l'attrezzatura. Tuttavia, se il processo del produttore di PCB non è completamente fuori controllo, la causa principale della maggior parte della flessione è ancora correlata al design. Pertanto, si consiglia di controllare accuratamente il layout PCB e effettuare le regolazioni necessarie prima di effettuare il primo ordine prototipo. Ciò può prevenire scarse rese.

02
Sezione del circuito

Un motivo comune relativo al design è che il circuito stampato non sarà in grado di ottenere planarità accettabile perché la sua struttura trasversale è asimmetrica sul suo centro. Ad esempio, se un design a 8 strati utilizza 4 strati di segnale o rame sopra il centro copre piani locali relativamente leggeri e 4 piani relativamente solidi in basso, lo stress su un lato dello stack rispetto all'altro può causare dopo l'attacco, quando il materiale viene laminato dal riscaldamento e dalla pressione, l'intero laminata verrà deformato.

Pertanto, è una buona pratica progettare lo stack in modo che il tipo di strato di rame (piano o segnale) sia rispecchiato rispetto al centro. Nella figura seguente, i tipi superiore e inferiore corrispondono, L2-L7, L3-L6 e L4-L5. Probabilmente la copertura del rame su tutti gli strati di segnale è comparabile, mentre lo strato planare è principalmente composto da rame fuso solido. In questo caso, il circuito ha una buona opportunità per completare una superficie piana e piatta, ideale per il montaggio automatizzato.

03
Spessore di strato dielettrico PCB

È anche una buona abitudine bilanciare lo spessore dello strato dielettrico dell'intero stack. Idealmente, lo spessore di ciascun strato dielettrico dovrebbe essere rispecchiato in modo simile a quello che il tipo di strato è rispecchiato.

Quando lo spessore è diverso, può essere difficile ottenere un gruppo di materiale facile da produrre. A volte a causa di caratteristiche come tracce di antenna, lo stacking asimmetrico può essere inevitabile, perché può essere necessaria una distanza molto grande tra la traccia dell'antenna e il suo piano di riferimento, ma assicurati di esplorare e scaricare tutto prima di procedere. Altre opzioni. Quando è necessaria una spaziatura dielettrica irregolare, la maggior parte dei produttori chiederà di rilassarsi o abbandonare completamente le tolleranze di arco e torreggiare, e se non possono arrendersi, possono persino rinunciare al lavoro. Non vogliono ricostruire diversi lotti costosi con rese basse e infine ottenere abbastanza unità qualificate per soddisfare la quantità di ordine originale.

04
Problema di spessore del PCB

Gli archi e i colpi di scena sono i problemi di qualità più comuni. Quando lo stack è sbilanciato, c'è un'altra situazione che a volte provoca polemiche nell'ispezione finale: lo spessore complessivo del PCB in diverse posizioni sul circuito cambierà. Questa situazione è causata da sviste di progettazione apparentemente minori ed è relativamente rara, ma può accadere se il layout ha sempre una copertura di rame irregolare su più livelli nella stessa posizione. Di solito si vede sui tavole che utilizzano almeno 2 once di rame e un numero relativamente elevato di strati. Quello che è successo è stato che un'area del consiglio aveva una grande quantità di area del rame, mentre l'altra parte era relativamente libera da rame. Quando questi strati sono laminati insieme, il lato contenente rame viene premuto verso il basso a uno spessore, mentre il lato privo di rame o privo di rame viene premuto verso il basso.

La maggior parte dei circuiti che utilizzano mezza oncia o 1 oncia di rame non sarà colpita molto, ma più pesante è il rame, maggiore è la perdita di spessore. Ad esempio, se si dispone di 8 strati di 3 once di rame, le aree con copertura di rame più chiara possono facilmente scendere al di sotto della tolleranza allo spessore totale. Per evitare che ciò accada, assicurati di versare uniformemente il rame in tutta la superficie dello strato. Se questo non è pratico per le considerazioni elettriche o di peso, almeno aggiungi alcuni fori sullo strato di rame leggero e assicurati di includere cuscinetti per fori su ciascun strato. Queste strutture di foro/pad forniranno supporto meccanico sull'asse Y, riducendo così la perdita di spessore.

05
Sacrificare il successo

Anche quando si progetta e si dispone di PCB multistrato, è necessario prestare attenzione sia alle prestazioni elettriche che alla struttura fisica, anche se è necessario scendere a compromessi su questi due aspetti per ottenere un design complessivo pratico e produttivo. Quando si pesano varie opzioni, tieni presente che se è difficile o impossibile riempire la parte a causa della deformazione del prua e delle forme contorte, un design con caratteristiche elettriche perfette è di scarsa utilità. Bilancia lo stack e presta attenzione alla distribuzione del rame su ciascun livello. Questi passaggi aumentano la possibilità di ottenere finalmente un circuito che sia facile da montare e installare.