העיצוב של PCB רב שכבתי (לוח מעגלים מודפס) יכול להיות מסובך מאוד. העובדה שהעיצוב אפילו דורש שימוש בלמעלה משתי שכבות פירושה שמספר המעגלים הנדרש לא יוכל להתקין רק על המשטחים העליונים והתחתונים. גם כאשר המעגל אכן משתלב בשתי השכבות החיצוניות, מעצב ה- PCB יכול להחליט להוסיף שכבות כוח ושכבות קרקע באופן פנימי לתיקון פגמי ביצועים.

מבעיות תרמיות וכלה ב- EMI מורכב (הפרעות אלקטרומגנטיות) או לבעיות ESD (פריקה אלקטרוסטטית), ישנם גורמים רבים ושונים שיכולים להוביל לביצועי מעגל תת -אופטימליים וצריך לפתור ולבטל אותם. עם זאת, למרות שהמשימה הראשונה שלך כמעצבת היא לתקן בעיות חשמל, חשוב לא פחות לא להתעלם מהתצורה הפיזית של לוח המעגל. לוחות שלמים חשמליים עשויים עדיין להתכופף או להתפתל, מה שמקשה על ההרכבה או אפילו לבלתי אפשרי. למרבה המזל, תשומת הלב לתצורה פיזית PCB במהלך מחזור העיצוב תמזער את בעיות ההרכבה העתידיות. איזון שכבה לשכבה הוא אחד ההיבטים העיקריים של לוח מעגלים יציב מכני.

01
ערימת PCB מאוזנת

ערימה מאוזנת היא ערימה בה משטח השכבה והמבנה החתך של לוח המעגל המודפס שניהם סימטריים באופן סביר. המטרה היא לחסל אזורים שעשויים להתעוות כאשר הם נתונים ללחץ במהלך תהליך הייצור, במיוחד בשלב הלמינציה. כאשר לוח המעגלים מעוות, קשה להניח אותו שטוח להרכבה. זה נכון במיוחד עבור לוחות מעגלים שיורכבו על קווי הרכבה וקווי מיקום אוטומטיים. במקרים קיצוניים, עיוות יכול אפילו להפריע להרכבה של ה- PCBA המורכב (מכלול לוח מעגלים מודפס) לתוצר הסופי.

תקני הבדיקה של IPC אמורים למנוע מהלוחות הכפופים ביותר להגיע לציוד שלך. עם זאת, אם התהליך של יצרן ה- PCB אינו יוצא מכלל שליטה, אז הגורם השורש לכיפוף מרבית עדיין קשור לעיצוב. לכן, מומלץ לבדוק היטב את פריסת ה- PCB ולבצע התאמות נחוצות לפני שתבצע את סדר האב -טיפוס הראשון שלך. זה יכול למנוע תשואות גרועות.

02
סעיף לוח מעגלים

סיבה נפוצה הקשורה לעיצוב היא שלוח המעגלים המודפס לא יוכל להשיג שטוח מקובל מכיוון שמבנה חתך הרוחב שלו הוא א-סימטרי לגבי מרכזו. לדוגמה, אם תכנון בן 8 שכבות משתמש ב -4 שכבות אות או נחושת מעל המרכז מכסה מטוסים מקומיים קלים יחסית ו -4 מטוסים מוצקים יחסית מתחת, הלחץ בצד אחד של הערימה ביחס לצד השני עלול לגרום לאחר תחריט, כאשר החומר למינציה על ידי חימום ולחיצה, למינציה כולה יהיה מעוות.

לכן, זה נוהג לתכנן את הערימה כך שסוג שכבת הנחושת (מטוס או אות) משתקף ביחס למרכז. באיור למטה התאמת הסוגים העליונים והתחתונים, L2-L7, L3-L6 ו- L4-L5. ככל הנראה כיסוי הנחושת בכל שכבות האות דומה, ואילו השכבה המישורית מורכבת בעיקר מנחושת יצוקה מוצקה. אם זה המקרה, אז לוח המעגלים יש הזדמנות טובה להשלים משטח שטוח ושטוח, שהוא אידיאלי להרכבה אוטומטית.

03
עובי שכבה דיאלקטרי PCB

זה גם הרגל טוב לאזן בין עובי השכבה הדיאלקטרית של הערימה כולה. באופן אידיאלי, יש לשקף את עובי כל שכבה דיאלקטרית באופן דומה שכן סוג השכבה משתקף.

כאשר העובי שונה, יתכן שיהיה קשה להשיג קבוצת חומרים שקל לייצור. לפעמים בגלל תכונות כמו עקבות אנטנה, ערימה א -סימטרית עשויה להיות בלתי נמנעת, מכיוון שנדרש מרחק גדול מאוד בין עקבות האנטנה למישור ההתייחסות שלו, אך אנא הקפד לחקור ולפלט הכל לפני שתמשיך. אפשרויות אחרות. כאשר נדרש מרווח דיאלקטרי לא אחיד, מרבית היצרנים יבקשו להירגע או לנטוש לחלוטין את הסובלנות של קשת ולפתל, ואם הם לא יכולים לוותר, הם עשויים אפילו לוותר על העבודה. הם לא רוצים לבנות מחדש כמה קבוצות יקרות עם תשואות נמוכות, ואז סוף סוף להשיג מספיק יחידות מוסמכות כדי לעמוד בכמות ההזמנה המקורית.

04
בעיית עובי PCB

קשתות ופיתולים הם הבעיות האיכותיות הנפוצות ביותר. כאשר הערימה שלך לא מאוזנת, יש מצב נוסף שלעתים גורם למחלוקת בבדיקה הסופית-עובי ה- PCB הכולל במיקומים שונים בלוח המעגל ישתנה. מצב זה נגרם על ידי פיקוח עיצוב קלים לכאורה והוא נדיר יחסית, אך זה יכול לקרות אם הפריסה שלך תמיד יש כיסוי נחושת לא אחיד על שכבות מרובות באותו מיקום. בדרך כלל נראה על לוחות המשתמשים לפחות 2 גרם נחושת ומספר רב יחסית של שכבות. מה שקרה היה שלאזור אחד בלוח הייתה כמות גדולה של שטח של פואק נחושת, ואילו החלק השני היה נקי יחסית מנחושת. כאשר שכבות אלה נמנעות זו לזו, הצד המכיל נחושת נלחץ כלפי מטה לעובי, בעוד שהצד נטול הנחושת או נטול הנחושת נלחץ כלפי מטה.

מרבית לוחות המעגלים המשתמשים בחצי גרם או 1 גרם נחושת לא יושפעו הרבה, אך ככל שהנחושת כבדה יותר, כך אובדן העובי גדול יותר. לדוגמה, אם יש לך 8 שכבות של 3 גרם נחושת, אזורים עם כיסוי נחושת קל יותר יכולים בקלות לרדת מתחת לסובלנות העובי הכוללת. כדי למנוע את זה, הקפידו לשפוך את הנחושת באופן שווה לכל פני השכבה כולו. אם זה לא מעשי לשיקולי חשמל או משקל, לפחות הוסף כמה מצופים דרך חורים בשכבת הנחושת הקלה ודאג לכלול רפידות לחורים בכל שכבה. מבני חור/כרית אלה יספקו תמיכה מכנית על ציר ה- Y, ​​ובכך יפחיתו את אובדן עובי.

05
להקריב הצלחה

אפילו כשאתה מתכנן ומפרט PCB רב שכבתי, עליך לשים לב גם לביצועים חשמליים וגם למבנה הפיזי, גם אם אתה צריך להתפשר על שני ההיבטים הללו כדי להשיג תכנון כולל מעשי וניתן לייצור. כאשר שוקלים אפשרויות שונות, קחו בחשבון שאם קשה או בלתי אפשרי למלא את החלק בגלל עיוות הקשת והצורות המעוותות, עיצוב עם מאפיינים חשמליים מושלמים הוא מועט. איזנו את הערימה ושימו לב לחלוקת הנחושת בכל שכבה. צעדים אלה מגדילים את האפשרות לקבל סוף סוף לוח מעגלים שקל להרכיב ולהתקין.