Ang disenyo ng isang multilayer PCB (printed circuit board) ay maaaring maging lubhang kumplikado. Ang katotohanan na ang disenyo ay nangangailangan ng paggamit ng higit sa dalawang layer ay nangangahulugan na ang kinakailangang bilang ng mga circuit ay hindi mai-install lamang sa itaas at ibabang ibabaw. Kahit na magkasya ang circuit sa dalawang panlabas na layer, maaaring magpasya ang PCB designer na magdagdag ng power at ground layers sa loob upang itama ang mga depekto sa performance.

Mula sa mga isyu sa thermal hanggang sa kumplikadong mga isyu sa EMI (Electromagnetic Interference) o ESD (Electrostatic Discharge), mayroong maraming iba't ibang mga kadahilanan na maaaring humantong sa suboptimal na pagganap ng circuit at kailangang lutasin at alisin. Gayunpaman, kahit na ang iyong unang gawain bilang isang taga-disenyo ay upang iwasto ang mga problema sa kuryente, ito ay pantay na mahalaga na huwag pansinin ang pisikal na pagsasaayos ng circuit board. Ang mga tabla na may kuryenteng buo ay maaari pa ring yumuko o mag-twist, na ginagawang mahirap o maging imposible ang pagpupulong. Sa kabutihang palad, ang pansin sa pisikal na pagsasaayos ng PCB sa panahon ng ikot ng disenyo ay mababawasan ang mga problema sa pagpupulong sa hinaharap. Ang balanse ng layer-to-layer ay isa sa mga pangunahing aspeto ng isang mechanically stable na circuit board.

01
Balanseng PCB stacking

Ang balanseng stacking ay isang stack kung saan ang ibabaw ng layer at cross-sectional na istraktura ng naka-print na circuit board ay parehong makatwirang simetriko. Ang layunin ay upang alisin ang mga lugar na maaaring mag-deform kapag sumailalim sa stress sa panahon ng proseso ng produksyon, lalo na sa panahon ng lamination phase. Kapag ang circuit board ay deformed, ito ay mahirap na ilagay ito flat para sa assembly. Ito ay totoo lalo na para sa mga circuit board na ibubuo sa automated na surface mount at mga linya ng pagkakalagay. Sa matinding mga kaso, ang pagpapapangit ay maaari pang hadlangan ang pagpupulong ng naka-assemble na PCBA (naka-print na circuit board assembly) sa huling produkto.

Ang mga pamantayan sa inspeksyon ng IPC ay dapat na pigilan ang pinakamatinding baluktot na mga board na maabot ang iyong kagamitan. Gayunpaman, kung ang proseso ng tagagawa ng PCB ay hindi ganap na kontrolado, kung gayon ang pangunahing sanhi ng karamihan sa baluktot ay nauugnay pa rin sa disenyo. Samakatuwid, inirerekomenda na suriin mong mabuti ang layout ng PCB at gumawa ng mga kinakailangang pagsasaayos bago ilagay ang iyong unang prototype order. Maiiwasan nito ang mahinang ani.

02
Seksyon ng circuit board

Ang isang karaniwang dahilan na nauugnay sa disenyo ay ang naka-print na circuit board ay hindi makakamit ang katanggap-tanggap na flatness dahil ang cross-sectional na istraktura nito ay asymmetric sa gitna nito. Halimbawa, kung ang isang 8-layer na disenyo ay gumagamit ng 4 signal layer o tanso sa ibabaw ng gitna ay sumasaklaw sa medyo magaan na mga lokal na eroplano at 4 na medyo solidong eroplano sa ibaba, ang stress sa isang gilid ng stack na may kaugnayan sa isa ay maaaring magdulot ng Pagkatapos ng pag-ukit, kapag ang materyal ay nakalamina sa pamamagitan ng pagpainit at pagpindot, ang buong nakalamina ay magiging deformed.

Samakatuwid, magandang kasanayan ang disenyo ng stack upang ang uri ng tansong layer (eroplano o signal) ay nasasalamin na may paggalang sa gitna. Sa figure sa ibaba, tumutugma ang mga uri sa itaas at ibaba, tugma ang L2-L7, L3-L6 at L4-L5. Marahil ang saklaw ng tanso sa lahat ng mga layer ng signal ay maihahambing, habang ang planar na layer ay pangunahing binubuo ng solid cast copper. Kung ito ang kaso, kung gayon ang circuit board ay may magandang pagkakataon upang makumpleto ang isang patag, patag na ibabaw, na perpekto para sa awtomatikong pagpupulong.

03
Kapal ng dielectric na layer ng PCB

Ito rin ay isang magandang ugali upang balansehin ang kapal ng dielectric layer ng buong stack. Sa isip, ang kapal ng bawat dielectric layer ay dapat na i-mirror sa katulad na paraan tulad ng uri ng layer ay na-mirror.

Kapag iba ang kapal, maaaring mahirap makakuha ng grupo ng materyal na madaling gawin. Minsan dahil sa mga tampok tulad ng mga bakas ng antenna, maaaring hindi maiiwasan ang asymmetric stacking, dahil maaaring kailanganin ang isang napakalaking distansya sa pagitan ng antenna trace at ang reference plane nito, ngunit mangyaring tiyaking i-explore at ubusin ang lahat bago magpatuloy. Iba pang mga pagpipilian. Kapag kailangan ang hindi pantay na dielectric spacing, hihilingin ng karamihan sa mga manufacturer na mag-relax o ganap na iwanan ang bow at twist tolerances, at kung hindi sila maaaring sumuko, maaari pa silang sumuko sa trabaho. Hindi nila gustong muling buuin ang ilang mamahaling batch na may mababang ani, at pagkatapos ay makakuha ng sapat na kwalipikadong mga yunit upang matugunan ang orihinal na dami ng order.

04
Problema sa kapal ng PCB

Ang mga bows at twists ay ang pinakakaraniwang problema sa kalidad. Kapag ang iyong stack ay hindi balanse, may isa pang sitwasyon na kung minsan ay nagdudulot ng kontrobersya sa huling inspeksyon-ang kabuuang kapal ng PCB sa iba't ibang posisyon sa circuit board ay magbabago. Ang sitwasyong ito ay sanhi ng tila maliit na mga oversight sa disenyo at medyo hindi karaniwan, ngunit maaari itong mangyari kung ang iyong layout ay palaging may hindi pantay na saklaw ng tanso sa maraming mga layer sa parehong lokasyon. Karaniwan itong makikita sa mga tabla na gumagamit ng hindi bababa sa 2 onsa ng tanso at medyo mataas na bilang ng mga layer. Ang nangyari ay ang isang lugar ng board ay may malaking halaga ng tanso na ibinuhos na lugar, habang ang ibang bahagi ay medyo walang tanso. Kapag ang mga layer na ito ay pinagsama-sama, ang gilid na naglalaman ng tanso ay pinindot pababa sa kapal, habang ang walang tanso o walang tanso na bahagi ay pinindot pababa.

Karamihan sa mga circuit board na gumagamit ng kalahating onsa o 1 onsa ng tanso ay hindi gaanong maaapektuhan, ngunit kung mas mabigat ang tanso, mas malaki ang pagkawala ng kapal. Halimbawa, kung mayroon kang 8 layer ng 3 onsa ng tanso, ang mga lugar na may mas magaan na saklaw ng tanso ay madaling mahulog sa ibaba ng kabuuang pagpapaubaya sa kapal. Upang maiwasang mangyari ito, siguraduhing ibuhos ang tanso nang pantay-pantay sa buong ibabaw ng layer. Kung ito ay hindi praktikal para sa mga pagsasaalang-alang sa elektrikal o timbang, kahit na magdagdag ng ilang mga butas sa light copper layer at siguraduhing magsama ng mga pad para sa mga butas sa bawat layer. Ang mga istruktura ng butas/pad na ito ay magbibigay ng mekanikal na suporta sa Y axis, sa gayon ay binabawasan ang pagkawala ng kapal.

05
Isakripisyo ang tagumpay

Kahit na kapag nagdidisenyo at naglalatag ng mga multi-layer na PCB, dapat mong bigyang pansin ang parehong pagganap ng elektrikal at pisikal na istraktura, kahit na kailangan mong ikompromiso ang dalawang aspetong ito upang makamit ang isang praktikal at manufacturable na pangkalahatang disenyo. Kapag tumitimbang ng iba't ibang mga opsyon, tandaan na kung mahirap o imposibleng punan ang bahagi dahil sa pagpapapangit ng busog at mga baluktot na anyo, ang isang disenyo na may perpektong mga katangian ng kuryente ay hindi gaanong pakinabang. Balansehin ang stack at bigyang pansin ang pamamahagi ng tanso sa bawat layer. Ang mga hakbang na ito ay nagpapataas ng posibilidad na sa wakas ay makakuha ng isang circuit board na madaling i-assemble at i-install.