Thiết kế của PCB đa lớp (bảng mạch in) có thể rất phức tạp. Thực tế là thiết kế thậm chí còn yêu cầu sử dụng nhiều hơn hai lớp có nghĩa là số lượng mạch yêu cầu sẽ không thể được cài đặt ở bề mặt trên và dưới. Ngay cả khi mạch phù hợp với hai lớp bên ngoài, nhà thiết kế PCB có thể quyết định thêm các lớp năng lượng và mặt đất bên trong để điều chỉnh các khiếm khuyết hiệu suất.
Từ các vấn đề nhiệt đến EMI phức tạp (nhiễu điện từ) hoặc các vấn đề ESD (phóng điện tĩnh điện), có nhiều yếu tố khác nhau có thể dẫn đến hiệu suất mạch dưới mức tối ưu và cần được giải quyết và loại bỏ. Tuy nhiên, mặc dù nhiệm vụ đầu tiên của bạn với tư cách là một nhà thiết kế là khắc phục các vấn đề về điện, nhưng điều quan trọng không kém là không bỏ qua cấu hình vật lý của bảng mạch. Các bảng còn nguyên vẹn bằng điện vẫn có thể uốn cong hoặc xoắn, khiến việc lắp ráp trở nên khó khăn hoặc thậm chí là không thể. May mắn thay, sự chú ý đến cấu hình vật lý PCB trong chu kỳ thiết kế sẽ giảm thiểu các rắc rối lắp ráp trong tương lai. Cân bằng lớp sang lớp là một trong những khía cạnh chính của bảng mạch ổn định cơ học.
01
Cân bằng PCB xếp chồng
Ch sắp xếp cân bằng là một ngăn xếp trong đó bề mặt lớp và cấu trúc mặt cắt ngang của bảng mạch in đều đối xứng hợp lý. Mục đích là để loại bỏ các khu vực có thể biến dạng khi bị căng thẳng trong quá trình sản xuất, đặc biệt là trong giai đoạn cán. Khi bảng mạch bị biến dạng, rất khó để đặt nó phẳng để lắp ráp. Điều này đặc biệt đúng đối với các bảng mạch sẽ được lắp ráp trên các đường gắn và vị trí bề mặt tự động. Trong các trường hợp cực đoan, biến dạng thậm chí có thể cản trở việc lắp ráp PCBA được lắp ráp (lắp ráp bảng mạch in) vào sản phẩm cuối cùng.
Các tiêu chuẩn kiểm tra của IPC sẽ ngăn chặn các bảng uốn cong nghiêm trọng nhất tiếp cận thiết bị của bạn. Tuy nhiên, nếu quy trình của nhà sản xuất PCB không hoàn toàn mất kiểm soát, thì nguyên nhân gốc của hầu hết các uốn vẫn liên quan đến thiết kế. Do đó, bạn nên kiểm tra kỹ lưỡng bố cục PCB và thực hiện các điều chỉnh cần thiết trước khi đặt thứ tự nguyên mẫu đầu tiên của bạn. Điều này có thể ngăn ngừa năng suất kém.
02
Phần bảng mạch
Một lý do liên quan đến thiết kế phổ biến là bảng mạch in sẽ không thể đạt được độ phẳng chấp nhận được vì cấu trúc cắt ngang của nó không đối xứng về trung tâm của nó. Ví dụ, nếu một thiết kế 8 lớp sử dụng 4 lớp tín hiệu hoặc đồng trên trung tâm có các mặt phẳng cục bộ tương đối nhẹ và 4 mặt phẳng tương đối rắn bên dưới, thì ứng suất ở một bên của ngăn xếp so với bên kia có thể gây ra sau khi khắc, khi vật liệu được nhiều lớp bằng cách sưởi ấm và ấn, toàn bộ lớp học sẽ bị biến dạng.
Do đó, thực tế là tốt để thiết kế ngăn xếp để loại lớp đồng (mặt phẳng hoặc tín hiệu) được nhân đôi đối với trung tâm. Trong hình dưới đây, các loại trên cùng và dưới cùng phù hợp, phù hợp với L2-L7, L3-L6 và L4-L5. Có lẽ độ che phủ của đồng trên tất cả các lớp tín hiệu là tương đương nhau, trong khi lớp phẳng chủ yếu bao gồm đồng đúc rắn. Nếu đây là trường hợp, thì bảng mạch có cơ hội tốt để hoàn thành một bề mặt phẳng, phẳng, lý tưởng cho việc lắp ráp tự động.
03
Độ dày lớp điện môi PCB
Nó cũng là một thói quen tốt để cân bằng độ dày của lớp điện môi của toàn bộ ngăn xếp. Lý tưởng nhất, độ dày của mỗi lớp điện môi nên được nhân đôi theo cách tương tự vì loại lớp được nhân đôi.
Khi độ dày khác nhau, có thể khó có được một nhóm vật liệu dễ sản xuất. Đôi khi do các tính năng như dấu vết ăng -ten, xếp chồng không đối xứng có thể là không thể tránh khỏi, bởi vì một khoảng cách rất lớn giữa dấu vết ăng -ten và mặt phẳng tham chiếu của nó, nhưng vui lòng đảm bảo khám phá và xả hết trước khi tiến hành. Các tùy chọn khác. Khi cần có khoảng cách điện môi không bằng phẳng, hầu hết các nhà sản xuất sẽ yêu cầu thư giãn hoặc từ bỏ hoàn toàn dung sai cung và xoắn, và nếu họ không thể bỏ cuộc, họ thậm chí có thể từ bỏ công việc. Họ không muốn xây dựng lại một số lô đắt tiền với năng suất thấp, và cuối cùng có đủ các đơn vị đủ điều kiện để đáp ứng số lượng đơn hàng ban đầu.
04
Vấn đề độ dày PCB
Cúi và xoắn là những vấn đề chất lượng phổ biến nhất. Khi ngăn xếp của bạn không cân bằng, có một tình huống khác đôi khi gây tranh cãi trong kiểm tra cuối cùng-độ dày PCB tổng thể ở các vị trí khác nhau trên bảng mạch sẽ thay đổi. Tình huống này được gây ra bởi các giám sát thiết kế dường như nhỏ và tương đối không phổ biến, nhưng nó có thể xảy ra nếu bố cục của bạn luôn có độ che phủ đồng không đều trên nhiều lớp ở cùng một vị trí. Người ta thường thấy trên các bảng sử dụng ít nhất 2 ounce đồng và số lượng lớp tương đối cao. Điều xảy ra là một khu vực của hội đồng quản trị có một lượng lớn diện tích đổ đồng, trong khi phần còn lại tương đối không có đồng. Khi các lớp này được nhiều lớp lại với nhau, phía có chứa đồng được ép xuống độ dày, trong khi mặt không có đồng hoặc không đồng không được ép xuống.
Hầu hết các bảng mạch sử dụng một nửa ounce hoặc 1 ounce đồng sẽ không bị ảnh hưởng nhiều, nhưng đồng càng nặng, tổn thất độ dày càng lớn. Ví dụ, nếu bạn có 8 lớp 3 ounce đồng, các khu vực có độ che phủ bằng đồng nhẹ hơn có thể dễ dàng giảm xuống dưới tổng dung lượng độ dày. Để ngăn chặn điều này xảy ra, hãy đảm bảo đổ đồng đồng vào toàn bộ bề mặt lớp. Nếu điều này là không thực tế đối với các cân nhắc về điện hoặc trọng lượng, ít nhất là thêm một số được mạ qua các lỗ trên lớp đồng nhẹ và đảm bảo bao gồm các miếng đệm cho các lỗ trên mỗi lớp. Các cấu trúc lỗ/pad này sẽ cung cấp hỗ trợ cơ học trên trục Y, do đó làm giảm tổn thất độ dày.
05
Hy sinh thành công
Ngay cả khi thiết kế và bố trí PCB nhiều lớp, bạn phải chú ý đến cả hiệu suất điện và cấu trúc vật lý, ngay cả khi bạn cần thỏa hiệp với hai khía cạnh này để đạt được thiết kế tổng thể thực tế và sản xuất. Khi cân nhắc các lựa chọn khác nhau, hãy nhớ rằng nếu khó hoặc không thể lấp đầy bộ phận do biến dạng của cung và các dạng xoắn, một thiết kế với các đặc tính điện hoàn hảo ít được sử dụng. Cân bằng ngăn xếp và chú ý đến phân phối đồng trên mỗi lớp. Các bước này tăng khả năng cuối cùng có được một bảng mạch dễ lắp ráp và cài đặt.
