მრავალშრიანი PCB-ის (ბეჭდური მიკროსქემის დაფის) დიზაინი შეიძლება იყოს ძალიან რთული. ის ფაქტი, რომ დიზაინი ორზე მეტი ფენის გამოყენებასაც კი მოითხოვს, ნიშნავს, რომ საჭირო რაოდენობის სქემები ვერ დამონტაჟდება მხოლოდ ზედა და ქვედა ზედაპირებზე. მაშინაც კი, როდესაც წრე ჯდება ორ გარე ფენაში, PCB დიზაინერს შეუძლია გადაწყვიტოს, რომ დაამატო სიმძლავრე და დამიწების შრეები, რათა გამოსწორდეს შესრულების დეფექტები.

თერმული საკითხებიდან დაწყებული EMI (ელექტრომაგნიტური ჩარევა) ან ESD (ელექტროსტატიკური გამონადენი) რთულ საკითხებამდე, არსებობს მრავალი განსხვავებული ფაქტორი, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მიკროსქემის არაოპტიმალური შესრულება და საჭიროებს გადაჭრას და აღმოფხვრას. თუმცა, მიუხედავად იმისა, რომ თქვენი, როგორც დიზაინერის, პირველი ამოცანაა ელექტრული პრობლემების გამოსწორება, თანაბრად მნიშვნელოვანია, არ უგულებელყოთ მიკროსქემის დაფის ფიზიკური კონფიგურაცია. ელექტრულად ხელუხლებელი დაფები შეიძლება კვლავ მოხრილიყოს ან დატრიალდეს, რაც ართულებს ან შეუძლებელიც კი გახდის შეკრებას. საბედნიეროდ, დიზაინის ციკლის განმავლობაში PCB ფიზიკურ კონფიგურაციაზე ყურადღება მიიყვანს შეკრების მომავალ პრობლემებს. ფენა-ფენის ბალანსი არის მექანიკურად სტაბილური მიკროსქემის დაფის ერთ-ერთი მთავარი ასპექტი.

01
დაბალანსებული PCB დაწყობა

დაბალანსებული დაწყობა არის დასტა, რომელშიც ბეჭდური მიკროსქემის დაფის ფენის ზედაპირი და განივი სტრუქტურა ორივე გონივრულად სიმეტრიულია. მიზანია აღმოფხვრას ის ადგილები, რომლებიც შეიძლება დეფორმირდეს წარმოების პროცესში, განსაკუთრებით ლამინირების ფაზაში სტრესის ქვეშ. როდესაც მიკროსქემის დაფა დეფორმირებულია, ძნელია მისი დალაგება ასამბლეისთვის. ეს განსაკუთრებით ეხება მიკროსქემის დაფებს, რომლებიც აწყობილი იქნება ავტომატური ზედაპირის დამონტაჟებისა და განლაგების ხაზებზე. ექსტრემალურ შემთხვევებში, დეფორმაციამ შეიძლება შეაფერხოს აწყობილი PCBA (დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფის შეკრება) საბოლოო პროდუქტში.

IPC-ის ინსპექტირების სტანდარტებმა ხელი უნდა შეუშვან ყველაზე მკვეთრად მოხრილი დაფების თქვენს აღჭურვილობას. მიუხედავად ამისა, თუ PCB-ის მწარმოებლის პროცესი არ არის სრულიად უკონტროლო, მაშინ უმეტესი დახრის ძირითადი მიზეზი მაინც დიზაინთან არის დაკავშირებული. ამიტომ, რეკომენდირებულია, რომ საფუძვლიანად შეამოწმოთ PCB განლაგება და განახორციელოთ საჭირო კორექტირება, სანამ განათავსებთ თქვენს პირველ პროტოტიპს. ამან შეიძლება თავიდან აიცილოს ცუდი მოსავალი.

02
მიკროსქემის დაფის განყოფილება

დიზაინთან დაკავშირებული საერთო მიზეზი არის ის, რომ ბეჭდური მიკროსქემის დაფა ვერ შეძლებს მიაღწიოს მისაღებ სიბრტყეს, რადგან მისი განივი სტრუქტურა ასიმეტრიულია მის ცენტრში. მაგალითად, თუ 8-ფენიანი დიზაინი იყენებს 4 სიგნალის ფენას ან სპილენძს ცენტრში ფარავს შედარებით მსუბუქ ლოკალურ სიბრტყეებს და 4 შედარებით მყარ სიბრტყეს ქვემოთ, სტრესის ერთ მხარეს მეორეზე ზეწოლა შეიძლება გამოიწვიოს აკრავის შემდეგ, როდესაც მასალა ლამინირებულია გახურებით და დაჭერით, დეფორმირებული იქნება მთელი ლამინატი.

აქედან გამომდინარე, კარგი პრაქტიკაა, რომ დასტა დაპროექტდეს ისე, რომ სპილენძის ფენის ტიპი (თვითმფრინავი ან სიგნალი) ასახული იყოს ცენტრის მიმართ. ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში ზედა და ქვედა ტიპები ემთხვევა, L2-L7, L3-L6 და L4-L5 ემთხვევა. სავარაუდოდ, სპილენძის დაფარვა ყველა სიგნალის ფენაზე შედარებულია, ხოლო პლანშეტური ფენა ძირითადად შედგება მყარი ჩამოსხმული სპილენძისგან. თუ ეს ასეა, მაშინ მიკროსქემის დაფას აქვს კარგი შესაძლებლობა დაასრულოს ბრტყელი, ბრტყელი ზედაპირი, რომელიც იდეალურია ავტომატური შეკრებისთვის.

03
PCB დიელექტრიკული ფენის სისქე

ასევე კარგი ჩვევაა მთელი დასტას დიელექტრიკული ფენის სისქის დაბალანსება. იდეალურ შემთხვევაში, თითოეული დიელექტრიკული ფენის სისქე უნდა იყოს ასახული ისე, როგორც ფენის ტიპის სარკეა.

როდესაც სისქე განსხვავებულია, შეიძლება რთული იყოს მასალების ჯგუფის მოპოვება, რომლის წარმოებაც ადვილია. ზოგჯერ ისეთი მახასიათებლების გამო, როგორიცაა ანტენის კვალი, ასიმეტრიული დაწყობა შეიძლება გარდაუვალი იყოს, რადგან შეიძლება საჭირო გახდეს ძალიან დიდი მანძილი ანტენის კვალსა და მის საცნობარო სიბრტყეს შორის, მაგრამ გთხოვთ, დარწმუნდით, რომ შეისწავლეთ და ამოწურეთ ყველაფერი სანამ გააგრძელებთ. სხვა ვარიანტები. როდესაც საჭიროა არათანაბარი დიელექტრიკული მანძილი, მწარმოებლების უმეტესობა ითხოვს მოდუნებას ან მთლიანად უარი თქვას მშვილდისა და გადახვევის ტოლერანტობაზე, ხოლო თუ მათ არ შეუძლიათ უარი თქვან, შეიძლება უარი თქვან მუშაობაზე. მათ არ სურთ აღადგინონ რამდენიმე ძვირადღირებული პარტია დაბალი მოსავლიანობით და საბოლოოდ მიიღონ საკმარისი კვალიფიციური ერთეული ორიგინალური შეკვეთის რაოდენობის დასაკმაყოფილებლად.

04
PCB სისქის პრობლემა

მშვილდები და ტრიალი არის ყველაზე გავრცელებული ხარისხის პრობლემები. როდესაც თქვენი დასტა დაუბალანსებელია, არის კიდევ ერთი სიტუაცია, რომელიც ზოგჯერ იწვევს დაპირისპირებას საბოლოო შემოწმებისას - შეიცვლება PCB-ის საერთო სისქე მიკროსქემის დაფის სხვადასხვა პოზიციებზე. ეს სიტუაცია გამოწვეულია ერთი შეხედვით მცირე დიზაინის უგულებელყოფით და შედარებით იშვიათია, მაგრამ ეს შეიძლება მოხდეს, თუ თქვენს განლაგებას ყოველთვის აქვს არათანაბარი სპილენძის საფარი რამდენიმე ფენაზე იმავე ადგილას. ჩვეულებრივ ჩანს დაფებზე, რომლებშიც გამოყენებულია მინიმუმ 2 უნცია სპილენძი და ფენების შედარებით დიდი რაოდენობა. მოხდა ის, რომ დაფის ერთ უბანს ჰქონდა დიდი რაოდენობით სპილენძის მოსასხამი ადგილი, ხოლო მეორე ნაწილი შედარებით თავისუფალი იყო სპილენძისგან. როდესაც ეს ფენები ერთად ლამინირებულია, სპილენძის შემცველი მხარე დაჭერით სისქემდე, ხოლო სპილენძის თავისუფალი ან სპილენძის თავისუფალი მხარე დაჭერით ქვემოთ.

მიკროსქემის უმეტესობა, რომელიც იყენებს ნახევარ უნციას ან 1 უნცია სპილენძს, დიდად არ იმოქმედებს, მაგრამ რაც უფრო მძიმეა სპილენძი, მით უფრო დიდია სისქის დაკარგვა. მაგალითად, თუ თქვენ გაქვთ 8 ფენა 3 უნცია სპილენძისგან, ტერიტორიები მსუბუქი სპილენძის საფარით შეიძლება ადვილად დაეცეს საერთო სისქის ტოლერანტობას. ამის თავიდან ასაცილებლად, დარწმუნდით, რომ სპილენძი თანაბრად დაასხით მთელ ფენის ზედაპირზე. თუ ეს არ არის პრაქტიკული ელექტრული ან წონის მოსაზრებებისთვის, სულ მცირე, დაამატეთ რამდენიმე მოოქროვილი ხვრელები სპილენძის მსუბუქ ფენაზე და დარწმუნდით, რომ თითოეულ ფენაზე ჩადეთ ხვრელების ბალიშები. ეს ხვრელი/ბალიშის სტრუქტურები უზრუნველყოფს მექანიკურ მხარდაჭერას Y ღერძზე, რითაც ამცირებს სისქის დაკარგვას.

05
შესწირეთ წარმატება

მრავალ ფენიანი PCB-ების დიზაინისა და განლაგების დროსაც კი, ყურადღება უნდა მიაქციოთ როგორც ელექტრულ მუშაობას, ასევე ფიზიკურ სტრუქტურას, მაშინაც კი, თუ დაგჭირდებათ კომპრომისზე წასვლა ამ ორ ასპექტზე პრაქტიკული და წარმოების საერთო დიზაინის მისაღწევად. სხვადასხვა ვარიანტების აწონვისას გაითვალისწინეთ, რომ თუ ძნელია ან შეუძლებელი ნაწილის შევსება მშვილდის დეფორმაციისა და გრეხილი ფორმების გამო, იდეალური ელექტრული მახასიათებლების მქონე დიზაინი ნაკლებად გამოდგება. დააბალანსეთ დასტა და ყურადღება მიაქციეთ სპილენძის განაწილებას თითოეულ ფენაზე. ეს ნაბიჯები ზრდის შესაძლებლობას საბოლოოდ მიიღოთ მიკროსქემის დაფა, რომლის აწყობა და ინსტალაცია მარტივია.