Конструкція багатошарової друкованої плати (друкованої плати) може бути дуже складною. Той факт, що конструкція навіть вимагає використання більше двох шарів, означає, що необхідну кількість схем не можна буде встановити лише на верхній і нижній поверхнях. Навіть якщо схема вписується в два зовнішні шари, розробник друкованої плати може вирішити додати внутрішні шари живлення та заземлення, щоб виправити дефекти продуктивності.

Існує багато різних факторів, які можуть призвести до неоптимальної роботи схеми, і їх необхідно вирішити та усунути, починаючи від теплових проблем і закінчуючи комплексними проблемами EMI (електромагнітних перешкод) або ESD (електростатичного розряду). Однак, незважаючи на те, що ваше перше завдання як дизайнера — усунути електричні проблеми, не менш важливо не ігнорувати фізичну конфігурацію друкованої плати. Електрично непошкоджені плати все ще можуть згинатися або скручуватися, ускладнюючи або навіть унеможливлюючи збірку. На щастя, увага до фізичної конфігурації друкованої плати під час циклу проектування мінімізує майбутні проблеми зі складанням. Баланс між шарами є одним із ключових аспектів механічно стабільної друкованої плати.

01
Збалансоване укладання друкованих плат

Збалансоване стекування – це стек, у якому поверхня шару та структура поперечного перерізу друкованої плати достатньо симетричні. Мета полягає в тому, щоб усунути ділянки, які можуть деформуватися під час навантаження під час виробничого процесу, особливо на етапі ламінування. Коли друкована плата деформована, її важко розкласти для складання. Це особливо вірно для друкованих плат, які збиратимуться на автоматизованих лініях поверхневого монтажу та розміщення. У крайніх випадках деформація може навіть перешкодити складанню зібраної PCBA (друкованої плати) у кінцевий продукт.

Стандарти інспекції IPC мають запобігати потраплянню найбільш сильно зігнутих плит до вашого обладнання. Тим не менш, якщо процес виробника друкованих плат не повністю вийшов з-під контролю, то основна причина більшості вигинів все ще пов’язана з дизайном. Тому рекомендується ретельно перевірити компонування друкованої плати та внести необхідні коригування перед розміщенням першого замовлення прототипу. Це може запобігти низькій врожайності.

02
Секція друкованої плати

Поширеною причиною, пов’язаною з дизайном, є те, що друкована плата не зможе досягти прийнятної площинності, оскільки її структура поперечного перерізу асиметрична відносно центру. Наприклад, якщо 8-шарова конструкція використовує 4 сигнальні шари або мідь над центром покриває відносно легкі локальні площини та 4 відносно суцільні площини нижче, напруга на одній стороні стека відносно іншої може спричинити Після травлення, коли матеріал ламінується нагріванням і пресуванням, весь ламінат деформується.

Таким чином, добре розробити стек таким чином, щоб тип мідного шару (площина або сигнал) був дзеркальним відносно центру. На малюнку нижче верхній і нижній типи збігаються, L2-L7, L3-L6 і L4-L5 збігаються. Ймовірно, покриття міддю на всіх сигнальних шарах є порівнянним, тоді як плоский шар в основному складається з суцільної литої міді. Якщо це так, то друкована плата має гарну можливість завершити рівну рівну поверхню, яка ідеально підходить для автоматизованого складання.

03
Товщина шару діелектрика друкованої плати

Також корисною звичкою є балансування товщини шару діелектрика всієї стопки. В ідеалі товщина кожного шару діелектрика повинна бути дзеркально відображена так само, як і тип шару.

Коли товщина різна, може бути важко отримати групу матеріалів, яку легко виготовити. Іноді через такі особливості, як траси антени, асиметричне укладання може бути неминучим, оскільки може знадобитися дуже велика відстань між трасою антени та її опорною площиною, але, будь ласка, переконайтеся, що ви все дослідили та вичерпали, перш ніж продовжити. Інші варіанти. Коли потрібна нерівномірна діелектрична відстань, більшість виробників просять пом’якшити або повністю відмовитися від допусків на вигин і скручування, і якщо вони не можуть відмовитися, вони можуть навіть припинити роботу. Вони не хочуть відновлювати кілька дорогих партій із низьким виходом, а потім, нарешті, отримати достатньо кваліфікованих одиниць для задоволення початкової кількості замовлення.

04
Проблема товщини друкованої плати

Найчастішими проблемами з якістю є викривлення та скручування. Коли ваш стек незбалансований, виникає інша ситуація, яка іноді викликає суперечки під час остаточної перевірки - загальна товщина друкованої плати в різних місцях на друкованій платі буде змінюватися. Ця ситуація спричинена, здавалося б, незначними помилками в дизайні, і є відносно рідкою, але це може статися, якщо ваш макет завжди має нерівномірне покриття міддю на кількох шарах в одному місці. Зазвичай це спостерігається на дошках, які використовують щонайменше 2 унції міді та відносно велику кількість шарів. Сталося те, що одна частина плати мала велику кількість мідної наливки, а інша частина була відносно вільною від міді. Коли ці шари ламіновані разом, сторона, що містить мідь, пресується до товщини, тоді як сторона, яка не містить міді або не містить міді, пресується.

Більшість друкованих плат, у яких використовується півунція або 1 унція міді, не сильно постраждають, але чим важча мідь, тим більша втрата товщини. Наприклад, якщо у вас є 8 шарів по 3 унції міді, ділянки з більш легким покриттям міді можуть легко впасти нижче загальної допустимої товщини. Щоб цього не сталося, переконайтеся, що мідь рівномірно насипаєте по всій поверхні шару. Якщо це непрактично з огляду на електрику чи вагу, принаймні додайте кілька покритих наскрізних отворів на шарі світлої міді та переконайтеся, що в кожному шарі є прокладки для отворів. Ці конструкції з отворами/подушками забезпечать механічну підтримку на осі Y, тим самим зменшуючи втрату товщини.

05
Пожертвуйте успіхом

Навіть під час проектування та розміщення багатошарових друкованих плат ви повинні звернути увагу як на електричні характеристики, так і на фізичну структуру, навіть якщо вам потрібно піти на компроміс щодо цих двох аспектів для досягнення практичної та технологічної загальної конструкції. Зважуючи різні варіанти, майте на увазі, що якщо заповнити деталь важко або неможливо через деформацію лука і скручених форм, конструкція з ідеальними електричними характеристиками малокорисна. Збалансуйте стос і зверніть увагу на розподіл міді на кожному шарі. Ці кроки збільшують можливість остаточно отримати друковану плату, яку легко зібрати та встановити.