การออกแบบ PCB หลายชั้น (แผงวงจรพิมพ์) อาจซับซ้อนมาก ความจริงที่ว่าการออกแบบยังต้องการการใช้มากกว่าสองชั้นหมายความว่าจำนวนวงจรที่ต้องการจะไม่สามารถติดตั้งได้เฉพาะบนพื้นผิวด้านบนและด้านล่าง แม้ว่าวงจรจะพอดีกับชั้นนอกทั้งสอง แต่นักออกแบบ PCB ก็สามารถตัดสินใจเพิ่มพลังงานและชั้นกราวด์ภายในเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพ

จากปัญหาความร้อนไปจนถึง EMI ที่ซับซ้อน (การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า) หรือปัญหา ESD (การปล่อยไฟฟ้าสถิต) มีปัจจัยต่าง ๆ มากมายที่สามารถนำไปสู่ประสิทธิภาพของวงจรที่ไม่ดีและจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขและกำจัด อย่างไรก็ตามแม้ว่างานแรกของคุณในฐานะนักออกแบบคือการแก้ไขปัญหาทางไฟฟ้า แต่ก็มีความสำคัญเท่าเทียมกันที่จะไม่เพิกเฉยต่อการกำหนดค่าทางกายภาพของแผงวงจร บอร์ดที่ไม่บุบสลายไฟฟ้าอาจยังคงงอหรือบิดทำให้การประกอบยากหรือเป็นไปไม่ได้ โชคดีที่การให้ความสนใจกับการกำหนดค่าทางกายภาพของ PCB ในระหว่างรอบการออกแบบจะช่วยลดปัญหาการประกอบในอนาคต ความสมดุลของเลเยอร์ถึงชั้นเป็นหนึ่งในประเด็นสำคัญของแผงวงจรที่มีความเสถียรทางกลไก

01
การซ้อน PCB ที่สมดุล

การสแต็คที่สมดุลเป็นสแต็กที่พื้นผิวชั้นและโครงสร้างตัดขวางของแผงวงจรพิมพ์มีความสมมาตรอย่างสมเหตุสมผล วัตถุประสงค์คือเพื่อกำจัดพื้นที่ที่อาจทำให้เสียโฉมเมื่ออยู่ภายใต้ความเครียดในระหว่างกระบวนการผลิตโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงการเคลือบ เมื่อแผงวงจรผิดรูปมันเป็นเรื่องยากที่จะวางให้แบนสำหรับการประกอบ นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแผงวงจรที่จะประกอบบนตัวยึดพื้นผิวอัตโนมัติและสายตำแหน่ง ในกรณีที่รุนแรงการเสียรูปสามารถขัดขวางการประกอบของ PCBA ที่ประกอบ (ชุดประกอบแผงวงจรพิมพ์) ลงในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

มาตรฐานการตรวจสอบของ IPC ควรป้องกันไม่ให้บอร์ดงออย่างรุนแรงที่สุดจากการเข้าถึงอุปกรณ์ของคุณ อย่างไรก็ตามหากกระบวนการของผู้ผลิต PCB ไม่ได้ควบคุมอย่างสมบูรณ์สาเหตุที่แท้จริงของการดัดงอส่วนใหญ่ยังคงเกี่ยวข้องกับการออกแบบ ดังนั้นขอแนะนำให้คุณตรวจสอบเค้าโครง PCB อย่างละเอียดและทำการปรับเปลี่ยนที่จำเป็นก่อนที่จะวางคำสั่งต้นแบบครั้งแรกของคุณ สิ่งนี้สามารถป้องกันไม่ให้ผลผลิตไม่ดี

02
ส่วนแผงวงจร

เหตุผลที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบทั่วไปคือแผงวงจรพิมพ์จะไม่สามารถบรรลุความเรียบที่ยอมรับได้เนื่องจากโครงสร้างแบบตัดขวางนั้นไม่สมมาตรเกี่ยวกับศูนย์กลางของมัน ตัวอย่างเช่นหากการออกแบบ 8 ชั้นใช้สัญญาณ 4 เลเยอร์หรือทองแดงเหนือกึ่งกลางครอบคลุมระนาบท้องถิ่นที่ค่อนข้างเบาและระนาบที่ค่อนข้างแข็งด้านล่างความเครียดที่ด้านหนึ่งของสแต็กเมื่อเทียบกับอีกอันอาจทำให้เกิดหลังจากการแกะสลักเมื่อวัสดุถูกลามิเนตโดยการทำความร้อนและกด

ดังนั้นจึงเป็นวิธีปฏิบัติที่ดีในการออกแบบสแต็กเพื่อให้ประเภทของชั้นทองแดง (ระนาบหรือสัญญาณ) สะท้อนให้เห็นถึงจุดศูนย์กลาง ในรูปด้านล่างการจับคู่ประเภทด้านบนและด้านล่างการจับคู่ L2-L7, L3-L6 และ L4-L5 อาจเป็นไปได้ว่าการครอบคลุมทองแดงในเลเยอร์สัญญาณทั้งหมดเปรียบได้ในขณะที่ชั้นระนาบส่วนใหญ่ประกอบด้วยทองแดงหล่อที่เป็นของแข็ง หากเป็นกรณีนี้แผงวงจรจะมีโอกาสที่ดีในการทำให้พื้นผิวแบนแบนราบซึ่งเหมาะสำหรับการประกอบอัตโนมัติ

03
ความหนาของชั้นอิเล็กทริก PCB

นอกจากนี้ยังเป็นนิสัยที่ดีในการปรับสมดุลความหนาของชั้นอิเล็กทริกของสแต็คทั้งหมด ตามหลักการแล้วความหนาของชั้นไดอิเล็กทริกแต่ละชั้นควรทำมิเรอร์ในลักษณะเดียวกันกับชนิดของชั้นที่มิเรอร์

เมื่อความหนาแตกต่างกันอาจเป็นเรื่องยากที่จะได้รับกลุ่มวัสดุที่ง่ายต่อการผลิต บางครั้งเนื่องจากคุณสมบัติเช่นการร่องรอยของเสาอากาศการซ้อนแบบอสมมาตรอาจหลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากระยะทางที่มีขนาดใหญ่มากระหว่างการติดตามเสาอากาศและระนาบอ้างอิงอาจจำเป็นต้องใช้ แต่โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้สำรวจและหมดสิ้นก่อนดำเนินการ ตัวเลือกอื่น ๆ เมื่อต้องการระยะห่างอิเล็กทริกที่ไม่สม่ำเสมอผู้ผลิตส่วนใหญ่จะขอให้ผ่อนคลายหรือละทิ้งความอดทนของธนูและบิดอย่างสมบูรณ์และหากพวกเขาไม่สามารถยอมแพ้ได้พวกเขาอาจยอมแพ้งาน พวกเขาไม่ต้องการสร้างแบทช์ที่มีราคาแพงหลายรายการด้วยอัตราผลตอบแทนต่ำและในที่สุดก็มีหน่วยที่มีคุณสมบัติเพียงพอที่จะตอบสนองปริมาณการสั่งซื้อเดิม

04
ปัญหาความหนาของ PCB

คันธนูและบิดเป็นปัญหาคุณภาพที่พบบ่อยที่สุด เมื่อสแต็กของคุณไม่สมดุลมีอีกสถานการณ์หนึ่งที่บางครั้งทำให้เกิดการโต้เถียงในการตรวจสอบขั้นสุดท้าย-ความหนาของ PCB โดยรวมที่ตำแหน่งต่าง ๆ บนแผงวงจรจะเปลี่ยนไป สถานการณ์นี้เกิดจากการกำกับดูแลการออกแบบเล็กน้อยและค่อนข้างผิดปกติ แต่มันสามารถเกิดขึ้นได้หากเลย์เอาต์ของคุณมีความคุ้มครองทองแดงที่ไม่สม่ำเสมอในหลาย ๆ เลเยอร์ในตำแหน่งเดียวกัน มันมักจะเห็นบนบอร์ดที่ใช้ทองแดงอย่างน้อย 2 ออนซ์และชั้นค่อนข้างสูง สิ่งที่เกิดขึ้นคือพื้นที่หนึ่งของคณะกรรมการมีพื้นที่ทองแดงจำนวนมากในขณะที่อีกส่วนหนึ่งค่อนข้างปราศจากทองแดง เมื่อชั้นเหล่านี้ถูกลามิเนตเข้าด้วยกันด้านที่มีทองแดงจะถูกกดลงไปที่ความหนาในขณะที่ด้านที่ปราศจากทองแดงหรือทองแดงที่ปราศจากทองแดงจะถูกกดลง

แผงวงจรส่วนใหญ่ที่ใช้ทองแดงครึ่งออนซ์หรือ 1 ออนซ์จะไม่ได้รับผลกระทบมากนัก ตัวอย่างเช่นหากคุณมีทองแดง 8 ออนซ์ 8 ออนซ์พื้นที่ที่มีการครอบคลุมทองแดงที่เบากว่าสามารถลดลงต่ำกว่าความทนทานต่อความหนารวมได้อย่างง่ายดาย เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าเททองแดงลงไปในพื้นผิวชั้นทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอ หากสิ่งนี้ไม่สามารถทำได้สำหรับการพิจารณาด้วยไฟฟ้าหรือน้ำหนักอย่างน้อยก็เพิ่มบางอย่างผ่านรูบนรูทองแดงแสงและตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้รวมแผ่นอิเล็กโทรดสำหรับรูในแต่ละชั้น โครงสร้างรู/แผ่นเหล่านี้จะให้การสนับสนุนเชิงกลในแกน y ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียความหนา

05
เสียสละความสำเร็จ

แม้ในขณะที่ออกแบบและวาง PCB หลายชั้นคุณต้องให้ความสนใจกับประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและโครงสร้างทางกายภาพแม้ว่าคุณจะต้องประนีประนอมกับทั้งสองด้านนี้เพื่อให้ได้การออกแบบโดยรวมที่ใช้งานได้จริงและผลิตได้ เมื่อชั่งน้ำหนักตัวเลือกต่าง ๆ โปรดจำไว้ว่าหากเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะเติมเต็มชิ้นส่วนเนื่องจากการเสียรูปของธนูและรูปแบบบิดการออกแบบที่มีลักษณะทางไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบนั้นมีประโยชน์เพียงเล็กน้อย ปรับสมดุลสแต็กและให้ความสนใจกับการกระจายทองแดงในแต่ละชั้น ขั้นตอนเหล่านี้เพิ่มความเป็นไปได้ที่จะได้รับแผงวงจรที่ง่ายต่อการประกอบและติดตั้ง