Zasnova večplastnega PCB (tiskanega vezja) je lahko zelo zapletena. Dejstvo, da konstrukcija celo zahteva uporabo več kot dveh plasti, pomeni, da zahtevanega števila vezij ne bo mogoče namestiti samo na zgornji in spodnji površini. Tudi ko se vezje prilega zunanjima slojema, se lahko načrtovalec tiskanega vezja odloči za notranjo dodajanje napajalne in ozemljitvene plasti, da popravi napake v delovanju.

Od toplotnih težav do kompleksnih EMI (elektromagnetnih motenj) ali ESD (elektrostatične razelektritve) obstaja veliko različnih dejavnikov, ki lahko privedejo do neoptimalne učinkovitosti vezja in jih je treba rešiti in odpraviti. Čeprav je vaša prva naloga kot oblikovalca odpravljanje električnih težav, je enako pomembno, da ne zanemarite fizične konfiguracije vezja. Električno nepoškodovane plošče se lahko še vedno upognejo ali zvijejo, kar oteži ali celo onemogoči sestavljanje. Na srečo bo pozornost fizični konfiguraciji PCB med ciklom načrtovanja zmanjšala prihodnje težave pri sestavljanju. Ravnovesje med plastmi je eden ključnih vidikov mehansko stabilnega vezja.

01
Uravnoteženo zlaganje PCB

Uravnoteženo zlaganje je sklad, pri katerem sta površina plasti in presečna struktura tiskanega vezja razumno simetrični. Namen je odstraniti področja, ki se lahko deformirajo, če so izpostavljena obremenitvam med proizvodnim procesom, zlasti med fazo laminacije. Ko je vezje deformirano, ga je težko položiti ravno za montažo. To še posebej velja za vezja, ki bodo sestavljena na avtomatiziranih linijah za površinsko montažo in namestitev. V skrajnih primerih lahko deformacija celo ovira sestavo sestavljenega PCBA (sestava tiskanega vezja) v končni izdelek.

Inšpekcijski standardi IPC morajo preprečiti, da bi najbolj upognjene plošče dosegle vašo opremo. Kljub temu, če proces proizvajalca tiskanega vezja ni popolnoma brez nadzora, potem je glavni vzrok večine upogibov še vedno povezan z zasnovo. Zato je priporočljivo, da temeljito preverite postavitev tiskanega vezja in opravite potrebne prilagoditve, preden oddate prvo naročilo prototipa. To lahko prepreči slabe pridelke.

02
Odsek vezja

Pogost razlog, povezan z zasnovo, je, da tiskano vezje ne bo moglo doseči sprejemljive ravnosti, ker je struktura njegovega preseka asimetrična glede na središče. Na primer, če 8-slojna zasnova uporablja 4 signalne plasti ali baker nad sredino pokriva relativno lahke lokalne ravnine in 4 relativno trdne ravnine spodaj, lahko napetost na eni strani sklada glede na drugo povzroči Po jedkanju, ko material laminiran s segrevanjem in stiskanjem, se celoten laminat deformira.

Zato je dobro oblikovati sklad tako, da se vrsta bakrene plasti (ravnina ali signal) zrcali glede na sredino. Na spodnji sliki se zgornji in spodnji tip ujemata, L2-L7, L3-L6 in L4-L5 se ujemajo. Verjetno je pokritost z bakrom na vseh signalnih slojih primerljiva, medtem ko je planarni sloj v glavnem sestavljen iz trdnega litega bakra. Če je temu tako, potem ima vezje dobro priložnost za dokončanje ravne, ravne površine, ki je idealna za avtomatsko montažo.

03
Debelina dielektrične plasti PCB

Prav tako je dobra navada, da uravnotežite debelino dielektrične plasti celotnega sklada. V idealnem primeru bi morala biti debelina vsake dielektrične plasti zrcaljena na podoben način, kot se zrcali vrsta plasti.

Če je debelina drugačna, je morda težko dobiti skupino materialov, ki je enostavna za izdelavo. Včasih je lahko zaradi funkcij, kot so sledi antene, neizogibno asimetrično zlaganje, ker bo morda potrebna zelo velika razdalja med sledjo antene in njeno referenčno ravnino, vendar pred nadaljevanjem raziščite in izčrpajte vse. Druge možnosti. Kadar je zahtevana neenakomerna dielektrična razdalja, bo večina proizvajalcev zahtevala sprostitev ali popolno opustitev toleranc loka in zasuka, in če ne morejo odnehati, lahko celo opustijo delo. Nočejo obnoviti več dragih serij z nizkimi izkoristki, nato pa končno dobiti dovolj kvalificiranih enot za izpolnitev prvotne količine naročila.

04
Težava z debelino PCB

Loki in zasuki so najpogostejše težave s kakovostjo. Ko je vaš sklad neuravnotežen, obstaja še ena situacija, ki včasih povzroči polemiko pri končnem pregledu – skupna debelina PCB na različnih mestih na vezju se bo spremenila. Do te situacije pride zaradi na videz manjših pomanjkljivosti pri načrtovanju in je razmeroma redka, vendar se lahko zgodi, če ima vaša postavitev vedno neenakomerno pokritost z bakrom na več plasteh na istem mestu. Običajno ga opazimo na ploščah, ki uporabljajo vsaj 2 unči bakra in sorazmerno veliko število plasti. Zgodilo se je, da je eno področje plošče imelo veliko površine z bakrom, medtem ko je bil drugi del relativno brez bakra. Ko so ti sloji laminirani skupaj, je stran, ki vsebuje baker, stisnjena navzdol do določene debeline, medtem ko je stran brez bakra ali stran brez bakra stisnjena navzdol.

Na večino tiskanih vezij, ki uporabljajo pol unče ali 1 unčo bakra, to ne bo veliko vplivalo, vendar težji kot je baker, večja je izguba debeline. Na primer, če imate 8 plasti po 3 unče bakra, lahko območja z lažjo pokritostjo z bakrom zlahka padejo pod skupno toleranco debeline. Da se to ne bi zgodilo, zagotovite, da baker enakomerno nalijete na celotno površino plasti. Če je to zaradi električnih ali težkih razlogov nepraktično, dodajte vsaj nekaj prevlečenih skoznjih lukenj na plasti svetlega bakra in poskrbite, da boste na vsaki plasti vključili blazinice za luknje. Te strukture lukenj/blazinic bodo zagotovile mehansko podporo na osi Y in tako zmanjšale izgubo debeline.

05
Žrtvujte uspeh

Tudi pri načrtovanju in postavljanju večplastnih PCB-jev morate biti pozorni na električno zmogljivost in fizično strukturo, tudi če morate pri teh dveh vidikih narediti kompromis, da dosežete praktično in izdelljivo splošno zasnovo. Pri tehtanju različnih možnosti upoštevajte, da če je težko ali nemogoče zapolniti del zaradi deformacije loka in zvitih oblik, je zasnova s ​​popolnimi električnimi lastnostmi malo uporabna. Uravnotežite kup in bodite pozorni na porazdelitev bakra na vsaki plasti. Ti koraki povečajo možnost, da končno pridobite vezje, ki ga je enostavno sestaviti in namestiti.