Utformningen av ett flerskikts PCB (tryckt kretskort) kan vara mycket komplicerat. Det faktum att designen till och med kräver användning av mer än två lager innebär att det nödvändiga antalet kretsar inte kommer att kunna installeras endast på topp- och bottenytorna. Även när kretsen passar i de två yttre lager kan PCB -designern besluta att lägga till kraft och marklager internt för att korrigera prestandefel.

Från termiska problem till komplexa EMI (elektromagnetisk störning) eller ESD (elektrostatisk urladdning) -frågor finns det många olika faktorer som kan leda till suboptimal kretsprestanda och måste lösas och elimineras. Även om din första uppgift som designer är att korrigera elektriska problem, är det lika viktigt att inte ignorera den fysiska konfigurationen av kretskortet. Elektriskt intakta brädor kan fortfarande böjas eller vrida, vilket gör montering svår eller till och med omöjlig. Lyckligtvis kommer uppmärksamhet på PCB -fysisk konfiguration under designcykeln att minimera framtida monteringsproblem. Skikt-till-skiktbalans är en av de viktigaste aspekterna av ett mekaniskt stabilt kretskort.

01
Balanserad PCB -stapling

Balanserad stapling är en stack där skiktytan och tvärsnittsstrukturen för det tryckta kretskortet är båda rimligt symmetriska. Syftet är att eliminera områden som kan deformera när de utsätts för stress under produktionsprocessen, särskilt under lamineringsfasen. När kretskortet deformeras är det svårt att lägga det platt för montering. Detta gäller särskilt för kretskort som kommer att monteras på automatiserade ytmonterings- och placeringslinjer. I extrema fall kan deformation till och med hindra montering av den monterade PCBA (tryckta kretskortmonteringen) i slutprodukten.

IPC: s inspektionsstandarder bör förhindra att de mest böjda tavlorna når din utrustning. Ändå, om PCB -tillverkarens process inte är helt utan kontroll, är grundorsaken till de flesta böjningar fortfarande relaterad till designen. Därför rekommenderas att du noggrant kontrollerar PCB -layouten och gör nödvändiga justeringar innan du placerar din första prototyporder. Detta kan förhindra dåliga utbyten.

02
Kretskort

Ett vanligt designrelaterat skäl är att det tryckta kretskortet inte kommer att kunna uppnå acceptabel planhet eftersom dess tvärsnittsstruktur är asymmetrisk när det gäller centrum. Till exempel, om en 8-lagers design använder 4 signalskikt eller koppar över mitten täcker relativt lätta lokala plan och fyra relativt fasta plan under, kommer spänningen på ena sidan av stacken relativt den andra att orsaka efter etsning, när materialet lamineras genom uppvärmning och pressning, kommer hela laminatet att deformas.

Därför är det god praxis att designa stacken så att typen av kopparskikt (plan eller signal) speglas med avseende på mitten. I figuren nedan matchar topp- och bottentyperna, L2-L7, L3-L6 och L4-L5-matchen. Förmodligen är koppartäckningen på alla signallager jämförbar, medan det plana lagret huvudsakligen består av fast gjuten koppar. Om detta är fallet, har kretskortet en bra möjlighet att slutföra en plan, plan yta, som är idealisk för automatiserad montering.

03
PCB dielektriskt skikttjocklek

Det är också en god vana att balansera tjockleken på det dielektriska skiktet i hela stacken. Helst bör tjockleken på varje dielektriskt skikt speglas på liknande sätt som skikttypen speglas.

När tjockleken är annorlunda kan det vara svårt att få en materialgrupp som är lätt att tillverka. Ibland på grund av funktioner som antennspår kan asymmetrisk stapling vara oundviklig, eftersom ett mycket stort avstånd mellan antennspåret och dess referensplan kan krävas, men se till att utforska och uttömma allt innan du fortsätter. Andra alternativ. När ojämnt dielektriskt avstånd krävs kommer de flesta tillverkare att be om att koppla av eller helt överge bågs- och vridtoleranser, och om de inte kan ge upp kan de till och med ge upp arbetet. De vill inte bygga upp flera dyra partier med låga avkastningar och sedan äntligen få tillräckligt med kvalificerade enheter för att möta den ursprungliga orderkvantiteten.

04
PCB -tjockleksproblem

Bågar och vändningar är de vanligaste kvalitetsproblemen. När din stack är obalanserad finns det en annan situation som ibland orsakar kontroverser i den slutliga inspektionen-den övergripande PCB-tjockleken vid olika positioner på kretskortet kommer att förändras. Denna situation orsakas av till synes mindre designövervakning och är relativt ovanlig, men det kan hända om din layout alltid har ojämn koppar täckning på flera lager på samma plats. Det ses vanligtvis på brädor som använder minst 2 uns koppar och ett relativt högt antal lager. Det som hände var att ett område i brädet hade en stor mängd kopparpourt område, medan den andra delen var relativt fri från koppar. När dessa lager är laminerade tillsammans pressas den kopparinnehållande sidan ner till en tjocklek, medan den kopparfria eller kopparfria sidan trycks ner.

De flesta kretskort som använder halv uns eller 1 uns koppar påverkas inte mycket, men ju tyngre koppar, desto större är tjockleksförlusten. Om du till exempel har 8 lager av 3 gram koppar kan områden med lättare koppar täckning lätt falla under den totala tjocklekstoleransen. För att förhindra att detta händer, se till att hälla koppar jämnt i hela skiktytan. Om detta är opraktiskt för elektriska eller viktöverväganden, tillsätt åtminstone några pläterade genom hål på det lätta kopparskiktet och se till att inkludera kuddar för hål på varje lager. Dessa hål/dynstrukturer kommer att ge mekaniskt stöd på Y -axeln och därmed minska tjockleksförlusten.

05
Offerframgång

Även när du utformar och lägger ut flerskikts-PCB: er måste du vara uppmärksam på både elektrisk prestanda och fysisk struktur, även om du behöver kompromissa med dessa två aspekter för att uppnå en praktisk och tillverkbar total design. När du väger olika alternativ, kom ihåg att om det är svårt eller omöjligt att fylla delen på grund av deformationen av bågen och tvinnade former, är en design med perfekta elektriska egenskaper av liten användning. Balansera stacken och var uppmärksam på kopparfördelningen på varje lager. Dessa steg ökar möjligheten att äntligen få ett kretskort som är lätt att montera och installera.