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Progettazione PCB multistrato

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Prima di iniziare la progettazione del PCB multistrato, è importante capire come viene costruito un PCB multistrato, ad esempio:

  • Conoscere le materie prime con cui il tuo produttore di PCB ha familiarità (o di solito utilizza), quindi vengono utilizzati i giusti core e PP (pre-preg), questo è molto importante per il tuo circuito stampato multistrato controllo di impedenza.
  • Calcola il numero di strati e stack richiesti, questo può essere modificato durante la progettazione del circuito stampato se gli altri elementi saranno interessati, non vuoi ricominciare il tuo progetto da capo e perdere tempo, quindi anche questo ha bisogno da pianificare bene.

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PCB multistrato: la guida definitiva

design-pcb multistrato

Il PCB multistrato svolge un ruolo fondamentale nei moderni circuiti elettrici.

Ciò è dovuto al loro design robusto, alle capacità multifunzionali e robuste.

Ma, per ottenere il miglior circuito stampato multistrato, è necessario comprendere tutti i dettagli intricati di questi PCB.

Questo è esattamente ciò che esplora questa guida: da una definizione di base, vantaggi, svantaggi, classificazione, suggerimenti per la progettazione, approvvigionamento di componenti, approvvigionamento di materiali e prototipazione al processo di assemblaggio, tra le altre cose.

Iniziamo:

Cos'è il PCB multistrato?

I circuiti stampati possono essere classificati in base al numero di strati di materiali conduttivi di cui sono fatti. Su questa base, generalmente classifichiamo i PCB come a strato singolo, doppio strato o multistrato.

 PCB a strato singolo

PCB a doppio strato PCB a doppio strato

PCB multistrato

PCB multistrato

Per molto tempo sono esistiti solo PCB a strato singolo e doppio. Tuttavia, ci sono stati cambiamenti nell'industria elettronica che hanno richiesto PCB più complessi.

Le opzioni disponibili avevano vincoli di progettazione che le rendevano indesiderabili per i progressi più sofisticati nell'elettronica. Ciò ha reso necessario il nuovo design con più strati.

Un PCB multistrato è un circuito stampato che ha più di due strati di fogli di rame conduttivo.

Questi pannelli sono laminati e incollati insieme tra strati di materiali isolanti termoprotettivi. Qualsiasi PCB che abbia tre o più strati di materiale conduttivo, quindi, rientra in questa categoria.

Un PCB multistrato, quindi, ne mette insieme due o più PCB a doppio stratoo una combinazione di circuiti stampati a doppio e singolo strato. Il motivo principale di ciò è solitamente aumentare la superficie per il cablaggio.

I PCB multistrato sono generalmente per lo più rigidi poiché è molto difficile ottenere i molti strati in un formato PCB flessibile.

PCB multistrato

PCB multistrato – Foto per gentile concessione: I progetti di ingegneria

Modi, come vias ciechi e interrati, vengono utilizzati per realizzare connessioni elettriche tra gli strati.

La disposizione è tale che due strati siano posti sulla superficie per collegare il PCB con l'ambiente esterno.

Generalmente, gli strati dei PCB sono in numero pari. Ciò è principalmente dovuto al fatto che i numeri dispari sono soggetti a problemi come la deformazione.

Il numero di strati di solito dipende dall'applicazione, ma per lo più varia da quattro a dodici strati.

In sostanza, troverai la maggior parte delle applicazioni che richiedono da quattro a otto livelli. Tuttavia, applicazioni come gli smartphone utilizzano principalmente dodici livelli.

Esistono, tuttavia, applicazioni uniche che richiedono PCB con moltissimi strati. Troverai quindi PCB con un massimo di 100 strati, ma questi sono molto rari perché hanno solo poche aree di applicazione.

PCB a strato singolo vs multistrato

I PCB multistrato e i PCB a strato singolo presentano diverse differenze evidenti, che vanno dal design alla funzionalità. Tuttavia, hanno anche alcune somiglianze, specialmente nei materiali utilizzati nella fabbricazione.

Per aiutarti a decidere l'opzione migliore per le tue esigenze specifiche, confrontiamo brevemente i due. Baseremo il nostro confronto su fattori come peso, dimensioni, costo e densità di assemblaggio della scheda.

PCB a strato singolo e multistratoPCB a strato singolo e multistrato

·Dimensione

I PCB a strato singolo sono più grandi rispetto ai PCB multistrato. Questo perché hanno bisogno di una superficie maggiore per soddisfare qualsiasi esigenza di circuiti migliorati.

I PCB multistrato, d'altra parte, si prendono cura della maggiore superficie richiesta dagli strati aggiuntivi.

I PCB multistrato ad alta capacità possono quindi adattarsi a piccoli dispositivi come gli smartphone. I PCB a strato singolo ad alta capacità richiederebbero prodotti molto grandi per accoglierli.

·Peso

Realizzare applicazioni elettriche complesse con PCB a strato singolo significherebbe molto ingombro. Questo perché sarà necessario utilizzare così tanti connettori e altri componenti per collegare i singoli PCB.

Una soluzione PCB multistrato molto leggera può raggiungere lo stesso livello di prestazioni. Questo perché non necessitano di interconnessioni complesse poiché tutto è in una scheda compatta.

·Densità di assemblaggio

Nei PCB a strato singolo, l'assemblaggio dipende esclusivamente dalla superficie del circuito stampato.

I PCB multistrato, tuttavia, raggiungono una densità maggiore grazie alla stratificazione. Ciò garantisce anche una maggiore funzionalità per un PCB più piccolo.

·Funzionalità di progettazione

Sulla base delle differenze di cui sopra, i PCB multistrato hanno una funzionalità superiore rispetto ai PCB a strato singolo.

Ciò è anche aiutato dall'incorporazione di altri fattori come le caratteristiche di impedenza controllata e una migliore schermatura EMI.

·Costo

Il costo di progettazione e produzione di PCB multistrato supera di gran lunga quello dei PCB a strato singolo. Ciò è dovuto in particolare alla sofisticata tecnologia coinvolta e all'alto livello di competenza che richiede.

Tuttavia, in uso, i PCB multistrato di solito tendono ad essere più economici da gestire in termini di cablaggio e trasporto. Sono anche più durevoli e più facili da mantenere, quindi forse meno costosi a lungo termine.

Quindi dovrai essenzialmente porre le seguenti domande per decidere se scegliere PCB a strato singolo o multistrato:

  • La durata è un problema? Se è così, è meglio scegliere PCB multistrato
  • Qual è il tuo badget? Se stai lavorando con un budget modesto, il PCB a strato singolo è il migliore
  • Quanto è complessa la tua esigenza di funzionalità? Se stai prendendo di mira un'elettronica sofisticata, avrai bisogno di più livelli
  • A quale dimensione della scheda stai mirando? Con il PCB multistrato, puoi avere una maggiore funzionalità con dimensioni della scheda molto ridotte.
  • Quanto velocemente hai bisogno del PCB? I PCB multistrato richiedono tempi di consegna più lunghi e quindi potrebbero non essere l'opzione migliore se hai bisogno delle schede rapidamente

Vantaggi del PCB multistrato

Come abbiamo già accennato nella definizione di PCB multistrato, questi PCB sono progettati per prestazioni migliori rispetto ai loro predecessori.

Pertanto, presentano diversi vantaggi, soprattutto in termini di prestazioni. Cerchiamo, quindi, di esplorare questi vantaggi.

Circuito stampato multistrato

Circuito stampato multistrato – Foto per gentile concessione: The Engineering Project

i. Costruzione leggera

Le prestazioni di diversi PCB a doppio strato sono consolidate in un PCB multistrato. Ciò elimina la necessità di connettori multipli, riducendo così il peso e migliorando la mobilità.

ii. Dimensione

La capacità di ottenere le prestazioni di molti PCB a doppio strato all'interno di un singolo PCB significa un'elettronica più piccola ma potente. Questo ha portato a gadget piccoli ma molto sofisticati come tablet e smartphone

iii. Durabilità

I PCB multistrato sono più durevoli grazie al loro design: hanno più strati di isolamento tra gli strati. Questo porta a una tavola molto fortemente incollata, invece di diverse schede sciolte.

iv.Miglioramento della qualità

Questi PCB sono più affidabili e di migliore qualità rispetto ai PCB a doppio strato. Ciò è dovuto soprattutto alla pianificazione e alla fabbricazione complesse ed elaborate.

v.Migliore funzionalità e potenza

L'incorporazione di un'elevata densità di strati in un PCB consente prestazioni elevate dei PCB. Le schede sono più connettive, con proprietà elettriche innate che portano a una migliore velocità anche per PCB di piccole dimensioni.

vi.Offre un unico punto di connessione

Essendo una singola unità, i PCB multistrato presentano un unico punto di connessione, facilitando la progettazione del prodotto finale. Il produttore deve includere solo un punto di connessione, che di solito è più desiderabile per la maggior parte degli utenti finali di prodotti elettronici

Grazie a questi vantaggi, i PCB multistrato stanno rapidamente superando i PCB a doppio strato. Ciò è dovuto soprattutto al fatto che i PCB ad alte prestazioni ma più piccoli e leggeri aiutano a risparmiare spazio e hanno una migliore portabilità.

Svantaggi dei PCB multistrato

Anche se questi PCB presentano numerosi vantaggi che li rendono più desiderabili, presentano anche alcuni inconvenienti.

Vedremo ora alcune delle caratteristiche che possono rendere i PCB multistrato poco attraenti per determinate applicazioni.

PCB multistrato

 PCB multistrato

Essi comprendono:

 i.Disponibilità limitata

Ci sono pochissimi produttori in grado di produrre PCB multistrato. Ciò è dovuto principalmente ai costosi macchinari richiesti dalla produzione di PCB multistrato.

Complessità del processo produttivo

I PCB multistrato sono più complessi e di solito comportano un processo di produzione complicato e delicato. Eventuali piccoli errori nel processo possono compromettere le prestazioni del PCB, quindi è necessaria molta cura.

ii. Tempi di produzione più lunghi

I tassi di rotazione durante la produzione di PCB multistrato sono molto bassi. Ciò è dovuto alla complessità dei PCB. Questa può essere una grande sfida quando si gestiscono più ordini contemporaneamente.

iii. Il processo di progettazione è troppo tecnico

Il processo di progettazione di PCB multistrato da solo è molto complesso e richiede molto tempo. Occorrono abilità estreme per progettare interconnessioni perfette tra i livelli e mitigare la diafonia e l'impedenza allo stesso tempo.

iv. Sono costosi

Il livello di competenze richiesto, i macchinari costosi e il lungo e complicato processo di produzione rendono questi PCB molto costosi.

Il processo è così complesso che le rilavorazioni sono quasi impossibili in caso di errori durante la produzione. Questo porta a molte perdite perché tali schede vengono renderizzate rottami.

A causa del costo, i PCB multistrato sono rimasti meno popolari nonostante tutti i punti di forza che hanno

Tuttavia, laddove sono necessarie dimensioni ridotte e prestazioni elevate, non è possibile fare a meno dei PCB multistrato.

È molto probabile che vengano realizzate opzioni di produzione più economiche e che le aziende si avventurino maggiormente nei PCB multistrato. Sulla base dei vantaggi che abbiamo esaminato in precedenza, è davvero un'impresa degna per gli scienziati investire in questo.

Se ciò accade, i PCB a strato singolo e doppio inizieranno lentamente a svanire, anche se potrebbero non svanire completamente.

Tipi di circuiti stampati multistrato

Alcuni dei tipi più comuni di circuiti stampati multistrato includono:

PCB rigidi multistrato

Il PCB rigido multistrato è un PCB che non può essere piegato o attorcigliato. Questo perché ha un rinforzo FR4 che gli conferisce rigidità.

Il materiale di base per questi PCB rigidi di solito è un substrato rigido per garantire che la tavola sia rigida e resistente.

PCB rigido

PCB rigido

In parole povere, un PCB multistrato rigido è un circuito stampato multistrato la cui forma non può cambiare dopo l'installazione. Di solito ha una durata molto lunga ed è l'opzione più potente tra i tipi di PCB multistrato

Questo è il PCB multistrato più utilizzato grazie alla sua resistenza e durata. Una scheda madre per computer è un esempio di PCB multistrato rigido. Viene utilizzato nella RAM, nella GPU e nella CPU del computer

Un PCB multistrato rigido può avere fino a più di 12 strati.

PCB multistrato flessibili

È prodotto in circuiti flessibili con tre o più strati di conduttori.

I PCB multistrato Flex sono realizzati combinando più circuiti a una o due facciate. Gli ingegneri ottengono questo risultato utilizzando connessioni complesse, schermature e tecnologie di montaggio superficiale utilizzando un design multistrato.

Gli strati sono, nella maggior parte dei casi, collegati mediante fori passanti placcati.

Possono avere strati che vengono continuamente laminati insieme, ma non è sempre così. Se hai bisogno della massima flessibilità, la laminazione continua non è appropriata.

PCB flessibile

PCB flessibile

Questo perché la laminazione continua di solito porta a una maggiore rigidità con ogni strato aggiuntivo. Per ottenere ciò, le aree di flessione o flessione non vengono incollate.

Il numero di strati di solito determina quanto sia difficile fabbricare questi PCB. Ciò è dovuto alla necessità di incorporare sempre più strati isolanti e adesivi.

Per ottenere un isolamento adeguato, pur mantenendo la flessibilità, sono necessari macchinari avanzati che solo poche aziende hanno.

I PCB multistrato Flex hanno il vantaggio di ridurre ulteriormente le dimensioni e il peso della confezione. Questo perché i circuiti flessibili utilizzano substrati dielettrici molto sottili.

Questo dà un design aerodinamico; quindi, non sono necessarie le ingombranti tavole rigide. Questo è ciò che rende questi PCB sempre più desiderabili.

Gli altri vantaggi generali dei PCB multistrato flessibili includono:

  • Riduzione degli errori di assemblaggio
  • Tempi e costi di assemblaggio ridotti
  • Libertà di progettazione
  • Flessibilità durante l'installazione
  • Applicazioni ad alta densità
  • Flusso d'aria migliorato
  • Aumento della dissipazione del calore
  • Maggiore affidabilità del sistema
  • Sostituzione del filo punto a punto
  • Affidabilità e durata
  • Percorsi ripetibili
  • Geometria del circuito semplificata

A causa di questi vantaggi, i PCB multistrato flessibili sono ampiamente utilizzati in settori come quello aerospaziale, dove la riduzione del peso è una necessità.

PCB multistrato rigido-flessibili

Questo è un tipo di PCB multistrato che combina le tecnologie di circuiti stampati rigidi e flessibili. È costituito da uno o più circuiti stampati multistrato rigidi collegati a un circuito stampato flessibile.

Design rigido della scheda PCB flessibile

Design rigido della scheda PCB flessibile

Il vantaggio di questo tipo di PCB è che riunisce la forza del PCB multistrato rigido e la flessibilità del PCB flessibile in un'unica unità. Significa che lo spazio occupato dalla tavola è ridotto al minimo piegando la parte flessibile della tavola.

Tuttavia, più gli strati della sezione flessibile, più rigida diventa. Significa che potresti non avere molti livelli di questo se la tua preoccupazione principale è la flessibilità del consiglio.

I PCB multistrato rigido-flessibili sono ampiamente utilizzati, soprattutto dove lo spazio e il peso sono un problema, mentre anche le prestazioni devono essere mantenute elevate.

Una di queste aree di applicazione è l'industria aerospaziale.

Materiali per PCB multistrato

I materiali utilizzati nel processo di laminazione PCB multistrato includono il nucleo dello strato interno, il preimpregnato (che è un tessuto di vetro intrecciato con resina epossidica) e fogli di lamina di rame.

Tuttavia, ogni volta che la parola materiale viene menzionata nella produzione di PCB, viene utilizzata principalmente per riferirsi al materiale di base della scheda.

La scelta del materiale per PCB di solito dipende da molti fattori. Tuttavia, i materiali sono classificati principalmente in base all'infiammabilità, alla stabilità alle alte temperature e all'assorbimento dell'umidità del pannello.

Questo, purtroppo, ignora parametri come la resistività e la costante dielettrica del materiale.

La classificazione dei materiali laminati si basa generalmente sulla resistenza alla fiamma (FR) del materiale. Il materiale meno ignifugo è classificato FR-1, mentre il più ignifugo è FR-5 come indicato in questa tabella.

DESIGNAZIONE DEL GRADOMATERIALE/COMMENTI
FR-1

Materiale: carta/fenolico

-fustellabile a temperatura ambiente

-ha una scarsa resistenza all'umidità.

FR-2

Materiale: carta/fenolico

-adatto per apparecchiature di consumo PCB a lato singolo

-migliore resistenza all'umidità rispetto a FR-1.

FR-3

Materiale: carta/epossidico

- offre un buon equilibrio tra buone caratteristiche elettriche e meccaniche.

FR-4

Materiale: panno di vetro/epossidico

-ha ottime proprietà meccaniche ed elettriche.

FR-5

Materiale: panno di vetro/epossidico

-alta resistenza a temperature elevate

-ha proprietà autoestinguenti.

G10

Materiale: panno di vetro/epossidico

-elevata resistenza di isolamento

-massima forza di adesione dei laminati di vetro

-Ha anche un'elevata resistenza all'umidità.

G11

Materiale: panno di vetro/epossidico:

-elevata ritenzione di resistenza alla flessione ad alta temperatura

-estrema resistenza ai solventi.

A causa delle sue forti caratteristiche, la maggior parte dei produttori utilizza FR-4 per i PCB. FR-2 viene utilizzato anche in alcuni casi, ma non è adatto per PCB multistrato.

Un altro motivo per cui FR-4 viene utilizzato principalmente perché molti produttori e fornitori hanno già impostato i propri strumenti per questo. Potrebbe essere costoso cambiare da questo per accogliere le altre opzioni.

FR4 Materiale per PCB

 FR4 Materiale per PCB

Quando si fabbricano PCB multistrato per applicazioni ad altissima frequenza, potrebbe rivelarsi meglio prendere in considerazione il substrato di schede in teflon o ceramica. Tuttavia, più esotica è la tua scelta del materiale del substrato, più ti costerà.

Quando si sceglie il materiale della tavola, un fattore a cui prestare molta attenzione è l'assorbimento dell'umidità del materiale.

Questo perché influisce sulle caratteristiche prestazionali, come la resistenza superficiale e la dispersione dielettrica. Influisce anche sulla stabilità del materiale e sulla rottura e l'inarcamento dell'alta tensione.

Ricorda, i PCB multistrato sono molto costosi e non vuoi finire con schede che non dureranno.

Anche le temperature di esercizio dovrebbero essere una considerazione fondamentale. Nella maggior parte dei casi, i PCB multistrato vengono utilizzati in applicazioni ad alta temperatura.

Le temperature a volte possono salire molto, soprattutto se la scheda è posizionata vicino a un altro circuito che genera molto calore. Per questo motivo, dovresti scegliere un materiale con la migliore temperatura di esercizio per l'applicazione desiderata.

Suggerimenti per la progettazione di PCB multistrato

Quando si progetta il PCB multistrato, alcuni suggerimenti tornano sempre utili. Se non si seguono questi, è probabile che si finiscano con problemi come uno squilibrio nel carico quando si premono le schede.

Disegni asimmetrici o progetti che coinvolgono strati di spessori diversi di solito portano a torsioni / incurvamenti.

Per evitare tali problemi nella progettazione di PCB multistrato, l'area centrale di messa a fuoco è solitamente lo stackup. Le decisioni che prendi sulla tua pila di livelli dovrebbero essere guidate da considerazioni su funzionalità, produzione e distribuzione.

I seguenti suggerimenti ti aiuteranno a ottenere il meglio quando si tratta di progettare il tuo circuito stampato multistrato.

1.Ottimizza la dimensione della scheda

Inizia sempre impostando la dimensione della tua scheda, poiché ciò guiderà la tua selezione sugli altri attributi. Per determinare la migliore dimensione della scheda, dovrai considerare quanto segue:

  • Il numero di componenti da alloggiare sulla scheda
  • La dimensione dei componenti
  • Posizione: dove intendi montare la scheda e
  • Tolleranza del produttore a contratto per spaziatura, giochi e fori

2. Ottimizza il design dei livelli

Il design dei tuoi livelli dovrebbe dipendere dai tipi di segnale. Ad esempio, puoi utilizzare la seguente equazione per determinare il numero di livelli di cui avrai bisogno:

Densità PIN

Densità PIN

Se viene utilizzata un'impedenza fissa o controllata, è necessario considerare anche i requisiti di impedenza.

3.Ottimizza la tua scelta di Via

La vostra selezione di vie, sia cieche, passanti, interrate o via in pad, influisce sulla complessità della produzione, quindi sulla qualità del PCB. Pertanto, dovresti assicurarti che la tua scelta funzioni al meglio per le tue esigenze di funzionalità.

4.Selezione del materiale

Seleziona il materiale migliore per ogni strato del tuo PCB, a seconda delle tue esigenze di funzionalità. Tuttavia, dovresti assicurarti che i livelli di segnale e la distribuzione del piano sullo stack siano simmetrici. Dovrebbero supportare una buona integrità del segnale.

5.Ottimizzare la produzione della scheda

Una volta che hai lavorato al design, devi scegliere il miglior produttore a contratto. Ciò contribuirà a garantire la precisione. È inoltre necessario scegliere le migliori opzioni di mascheratura della saldatura e parametri di traccia, tra le altre linee guida DFM.

Approvvigionamento per componenti PCB multistrato

Mentre pensi alla progettazione e alla fabbricazione del tuo PCB multistrato, dovresti tenere a mente che ne avrai bisogno componenti del circuito stampato.

La scheda non può funzionare da sola senza aggiungere i componenti e altre parti, ognuna delle quali svolge una funzione specifica.

Componenti PCB multistrato

 Componenti PCB multistrato

Probabilmente non sarai in grado di produrre tutti i componenti di cui hai bisogno. Pertanto, è necessario iniziare a prepararsi e a reperire questi componenti con sufficiente anticipo.

Armato del tuo distinta base (BOM), assicurati di ordinare esattamente come indicato in esso. La distinta base completa contiene principalmente le seguenti informazioni:

  • Il numero di componenti e materiali necessari
  • Codici (designatori di riferimento) utilizzati per identificare le singole parti
  • Le specifiche per i componenti e i materiali, in unità come farad e ohm
  • Footprint, che è la posizione/posizione di ciascun componente sulla scheda PCB prototipo
  • Codice articolo del costruttore

Nella scelta dei componenti, le seguenti considerazioni dovrebbero guidare l'utente

  • Adattamento funzionale: il componente sarà in grado di fare esattamente quello che vuoi che faccia?
  • Disponibilità: è disponibile (nella forma specificata) in quantità adeguate ora da almeno un fornitore online di dimensioni considerevoli?
  • Qualità: il componente è abbastanza resistente
  • Prezzo: questa non dovrebbe essere la prima considerazione. Tuttavia, con gli altri punti presi in considerazione, stai ottenendo un'opzione ragionevolmente conveniente?
  • Credibilità del produttore: questa sarà una considerazione molto critica se si intende ottenere i componenti migliori.

Ricorda che i PCB multistrato sono molto costosi e non vuoi perdere nemmeno una singola scheda a causa di problemi con il componente. La credibilità del fornitore è, quindi, una considerazione molto critica.

Da quanto tempo esiste l'azienda?

Hai già lavorato con loro? In caso negativo, sei sicuro che stiano realizzando parti con un ottimo rapporto qualità-prezzo?

In sintesi, controlla i seguenti attributi sull'azienda:

  • Affidabilità
  • Costi e tempi di spedizione
  • Garanzia
  • Avanzamento tecnologico dei fornitori
  • Experience
  • Professionismo

Inoltre, guarda le recensioni dei clienti precedenti. Tuttavia, questi non sono sempre assolutamente affidabili e dovrebbero essere verificati insieme ad altri attributi

Processo di progettazione PCB multistrato

Abbiamo già esaminato alcuni suggerimenti essenziali durante la progettazione di PCB multistrato. In questo capitolo, esamineremo ora il processo passo dopo passo di progettazione di un PCB multistrato.

Prima di arrivare a questo, mettiamo in evidenza alcune considerazioni chiave di cui occuparci.

Livelli piani negativi: questi sono i livelli che usi per creare potenza e piani di messa a terra sul layout del tuo PCB multistrato.

Imposta sempre le forme dell'impronta del tuo pad con le giuste distanze del piano negativo. In caso contrario, di solito porta a un corto.

Design PCB multistrato

 Design PCB multistrato

Forme dei pad sugli strati di segnale interni: alcuni pad utilizzano forme di pad diverse sugli strati esterni rispetto agli strati interni.

Pertanto, dovrai configurare la tua libreria per PCB multistrato per assicurarti di ottenere le forme di pad desiderate.

Disegni: assicurati di modificare loghi, tabelle e viste PCB per adattarli alle tue schede multistrato.

Con queste considerazioni critiche ben curate, possiamo ora procedere con l'esame del processo vero e proprio per la progettazione di PCB multistrato.

È importante riconoscere che esistono diversi software che possono essere utilizzati per progettare PCB multistrato. In base alle tue preferenze e background; puoi usare ORCAD, ENGLE CAD e KICAD tra le molte opzioni software disponibili.

In questa guida, tuttavia, esamineremo la progettazione di PCB multistrato utilizzando KiCad. In questo modo, i soliti passaggi della progettazione PCB utilizzando i supporti KiCad. Per tutti i PCB, questo processo prevede generalmente due semplici passaggi, che sono riassunti:

  • Realizzare il diagramma schematico, e
  • Progettare il layout

Prima di arrivarci, tuttavia, diamo un'occhiata ad alcune procedure speciali quando si tratta di PCB multistrato.

Passaggio 1. Seleziona il numero di livelli

Dopo aver aperto il software, scegli il numero di strati che vuoi che il tuo PCB abbia. Per fare ciò, fai clic sulla scheda "Regole di progettazione", quindi su "Impostazione livelli".

Nella finestra che appare, seleziona il numero di strati che vuoi che il tuo PCB abbia. Qui è dove si assegnano anche segnali, potenza e ground layer.

Potrebbe essere necessario disporre di più livelli se sono necessarie più interconnessioni per ridurre lo spazio

Passaggio 2. Modifica il design del PCB

Seleziona il livello di lavoro utilizzando la scheda "Visibili" che si trova sul lato destro della finestra.

Per impostare il tipo di via (cieca, interrata o passante), fare clic con il pulsante destro del mouse e selezionare via. Seleziona il livello che vuoi che la via raggiunga.

Fai attenzione a dove collegare la via, poiché non tutte le tracce possono essere collegate alle vie.

NOTA:

Se hai bisogno di molte connessioni di terra e alimentazione, dovrai assegnare livelli separati per terra e alimentazione per evitare confusione.

Fatto ciò, la consueta procedura per la progettazione dei PCB può quindi configurarsi come segue:

1)Realizzazione del diagramma schematico

Chiamato Eeschema, è qui che crei lo schema elettrico che descrive il circuito previsto.

Per disegnare lo schema, selezionerai i simboli dalla libreria e li aggiungerai al foglio dello schema. Utilizzare l'editor della libreria schematica per creare qualsiasi componente che non esiste nella libreria.

Successivamente, dovrai eseguire un regolare controllo delle regole elettriche per rilevare i difetti.

Ci sono due cose di cui occuparsi prima di procedere da questo punto a Pcb new:

  1. Innanzitutto, associa i componenti in "Eeschema" alle impronte
  2. Creare un file netlist con le informazioni che Pcbnew utilizzerà per impostare il foglio di layout.

2)Progettazione del layout

Qui, usi una netlist generata da Eeschema per sviluppare il layout. Implica il posizionamento delle impronte sul foglio e il cablaggio.

Esegui un controllo delle regole di progettazione per rilevare i difetti nella scheda. Cerca eventuali tracce troppo vicine ai pad, impronte sovrapposte e qualsiasi altro difetto.

Infine, esporta le informazioni sul layout in un file gerber, che verrà utilizzato dal produttore per fabbricare il PCB.

Tecnologia utilizzata nella progettazione di circuiti stampati multistrato

Alcune delle tecnologie più comuni necessarie durante la progettazione di PCB multistrato includono quanto segue:

·Software di progettazione PCB multistrato

Come abbiamo già accennato nella sezione di progettazione PCB multistrato, Software di progettazione PCB è una parte essenziale del processo di progettazione.

Ti aiuta a generare la struttura della connessione meccanica e di cablaggio del PCB dalla netlist.

Ti aiuta a posizionare questa struttura di connessione su multistrato e a generare file di progettazione assistita da computer. Questo CAD è essenziale nella produzione del PCB.

Esistono diverse opzioni software di progettazione PCB che puoi utilizzare per progettare il tuo PCB multistrato. Tuttavia, alcuni sono usati più ampiamente di altri, soprattutto a causa della loro interfaccia più semplice, tra le altre ragioni.

Scegli sempre un software di progettazione facile da usare, che è stato provato e testato e ha dimostrato di produrre i risultati desiderati.

Di seguito sono riportati alcuni dei software comunemente utilizzati durante la progettazione di PCB multistrato.

·Progettazione per la produzione (DFM)

DFM mira a progettare parti e componenti di prodotti per semplificare la produzione. L'obiettivo è quello di ottenere buoni prodotti a costi inferiori. Si tratta, quindi, di semplificare, ottimizzare e perfezionare il design del prodotto.

Il DFM dovrebbe essere eseguito abbastanza presto, prima di iniziare a lavorare con gli utensili.

Tutte le parti interessate dovrebbero essere incluse nel DFM. Dovrebbero essere coinvolti designer, ingegneri, produttori a contratto, fornitori di materiali e costruttori di stampi. Ciò eviterà potenziali intoppi con il design.

I seguenti principi dovrebbero sempre guidare DFM

  • Processo
  • Materiali
  • Design
  • Ambiente
  • Conformità/test

Progettazione assistita da computer per circuiti stampati multistrato

Come abbiamo già visto, il CAD è molto importante nella produzione di un PCB. Implica l'utilizzo di un software per computer per generare, modificare e ottimizzare parte o parti del PCB.

Ciò aumenta la precisione e l'accuratezza e aiuta a integrare lo schema di progettazione con la distinta base.

Vantaggi del CAD

  • Rende l'automazione precisa e diretta e la modellazione dei processi (Mechanical Design Automation)
  • Consente la produzione assistita da computer
  • Migliora la precisione nell'analisi dimensionale
  • Fornisce un margine di errore molto basso tra le parti

Processo di prototipazione PCB multistrato

La prototipazione è una parte essenziale del processo di produzione di PCB. Ti aiuterà a evitare sprechi e spese inutili.

I PCB multistrato sono molto costosi, quindi non vuoi perderne nemmeno alcuni a causa di semplici errori di fabbricazione.

Prototipazione PCB multistrato

Prototipazione PCB multistrato

Potrai testare il tuo prototipo e apportare modifiche ove necessario. In questo modo, ordini la produzione in serie dei PCB solo una volta che sei soddisfatto delle qualità.

Il processo di prototipazione PCB multistrato prevede i seguenti passaggi: ho diviso l'intero processo in tre fasi principali: progettazione, fabbricazione e assemblaggio.

Tieni presente che abbiamo spiegazioni più approfondite di alcune di queste fasi in altre sezioni di questa guida. Pertanto, a questo punto, ci limiteremo a darne un breve risalto.

A.Design

Passaggio 1: progettazione del prototipo di PCB

Questa è la base del tuo processo di prototipazione PCB multistrato.

La procedura per la progettazione del PCB è illustrata nella sezione Progettazione PCB multistrato di questa guida. Segui questa procedura per creare il progetto per il tuo prototipo PCB utilizzando un software a tua scelta.

NOTA:

Se stai costruendo un prototipo di PCB personalizzato, puoi acquistare breadboard e perfboard che di solito sono disponibili online.

Queste schede di solito hanno alcune parti già fatte, come i fori sulla scheda. Sono, quindi, un risparmio di tempo da utilizzare se stai cercando di creare un prototipo personalizzato.

Passaggio 2: creazione della distinta base (BOM)

Una distinta base è un elenco di tutti i componenti e i materiali necessari per produrre la scheda PCB prototipo.

Abbiamo già visto i contenuti della distinta base nella sezione “approvvigionamento dei componenti” di questa guida.

BUONA

BUONA

Utilizzando la distinta base, l'ingegnere del layout e l'ingegnere dei componenti metteranno insieme i componenti e i materiali giusti.

Passaggio 3: progettazione di percorsi PCB

Prendendo in considerazione fattori come i livelli di potenza e la sensibilità al rumore, collega le tracce sulla scheda. Dovresti farlo in base alle informazioni contenute nel gerber ottenute dalla fase di progettazione.

NOTA:

Esegui controlli regolari sul tuo prototipo in ogni fase in modo da poter correggere eventuali errori con sufficiente anticipo. I problemi da verificare includono punti di calore e incongruenze di temperatura.

Altri controlli includono Controllo elettrico (ERC) e Layout-versus-schematic (LVS) e controllo dell'antenna. Dovresti procedere alla fase successiva solo dopo che il tuo prototipo ha superato questi test.

B. Fabbricazione

Una volta terminato il design, crea una pellicola fotografica del prototipo PCB per ogni strato e maschera di saldatura.

I passaggi seguenti costituiscono il processo di fabbricazione del prototipo di PCB multistrato. Li spiegherò in dettaglio nel nostro prossimo capitolo. Li elencherò quindi, con solo alcune precisazioni ove necessario.

Essi comprendono:

Passaggio 4: stampa degli strati interni

Qui inizierai a stampare gli strati interni del circuito stampato multistrato.

Passaggio 5: allineamento dei livelli

Allineare accuratamente lo strato interno, la lamina di rame e il preimpregnato, quindi unirli per ottenere un pannello laminato

Passaggio 6: perforazione dei fori

Il punto principale qui è garantire la precisione durante la perforazione dei fori. La precisione è un must!

Passaggio 7: placcatura in rame

Questo serve a fornire una superficie per la galvanica sulla superficie e sui fori.

Da qui, l'altro processo includerà quanto segue:

  • Imaging dello strato esterno
  • Rame e stagnatura
  • Incisione finale
  • Applicazione della maschera di saldatura
  • Applicazione della finitura superficiale
  • Processo di serigrafia
  • Tagliare la tavola

Questo è l'ultimo passo nella fabbricazione della tavola. Da qui, la tua tavola è pronta per il montaggio.

Prima di iniziare ad assemblare il tuo prototipo di scheda PCB multistrato, devi prima assicurarti di avere tutti i componenti.

La distinta base (BOM) creata in precedenza dovrebbe guidarti nell'approvvigionamento dei componenti. Assicurati di rispettare tutte le specifiche dei componenti contenute nella distinta base.

Ora sei pronto per iniziare ad assemblare il tuo prototipo di PCB multistrato.

C.Assemblaggio

Design del circuito stampato multistrato

Design del circuito stampato multistrato

Stencil di pasta saldante

Inizia applicando una pasta saldante sulla scheda. La pasta saldante si fonde con un flusso per consentire alla saldatura di fondersi e legarsi con la superficie della scheda.

Mettere uno stencil in acciaio inossidabile sulla superficie del prototipo assicura che la saldatura vada solo alle posizioni dei componenti. La saldatura si diffonde uniformemente sull'area aperta.

Quando finalmente rimuovi lo stencil, la pasta saldante rimane solo sulle parti desiderate della scheda.

Prelievo e posizionamento

Utilizzare una macchina pick and place per posizionare i componenti SMD sul prototipo PCB.

Saldatura a riflusso

Un nastro trasportatore trasporta il prototipo PCB attraverso un forno di rifusione. Il forno ha dei riscaldatori che riscalderanno la tavola a circa 480 0F. Questo scioglierà la pasta saldante.

La scheda viene quindi raffreddata, solidificando così la pasta saldante fusa. Questo attacca gli SMD alla scheda.

Se stai realizzando un prototipo con componenti su entrambi i lati, ridisponi prima un lato, quindi passa all'altro.

Ispezione del prototipo di PCB

A questo punto, dovresti controllare il tuo prototipo per eventuali collegamenti scadenti o cortocircuiti elettrici. Questi di solito derivano dai movimenti mentre la tavola è sul nastro trasportatore.

I controlli in questa fase includono controlli manuali, ispezione a raggi X e AOI.

Inserimento di componenti a foro passante

Se il tuo prototipo è progettato per avere componenti a foro passante, questa è la fase in cui assemblarli. Inserire i cavi dei componenti negli appositi fori passanti e utilizzare la saldatura manuale o la saldatura ad onda.

Se la scheda è a due lati, dovrai utilizzare la saldatura manuale, in particolare per il secondo lato. La saldatura ad onda non è una buona opzione in questo caso.

Test di funzionalità

Qui simulerai le condizioni reali a cui sarà sottoposto il prototipo.

Prove di prototipi PCB

Cerca eventuali anomalie sul prototipo un'ultima volta prima di commissionare la produzione vera e propria. Cerca eventuali possibilità di polarità invertita, incroci di instradamento, componenti mancanti o danneggiati o qualsiasi altro problema.

Se possibile, testa il prototipo sul prodotto che dovrebbe alimentare il PCB finale. Se hai più prototipi, provali nelle stesse condizioni e scegli il migliore.

Fabbricazione di circuiti stampati multistrato

Il primo passo nella fabbricazione di PCB multistrato è la scelta del nucleo dello strato interno (materiale laminato sottile) dello spessore desiderato.

Ricorda, lo spessore può essere ovunque tra 0.038" e 0.005" di spessore. Il numero di core dipende dal design della scheda.

§ Rivestire con resistenza a film secco il materiale del nucleo dello strato interno

Applicare una pellicola fotosensibile/resistenza foto-immagine applicando calore alle superfici metalliche del nucleo. L'uso della luce gialla aiuta a prevenire l'esposizione involontaria del resist.

Questo perché la pellicola è sensibile alla luce ultravioletta. I filtri rimuoveranno la lunghezza d'onda della luce che influenzerebbe il rivestimento del resist.

§Strumenti fotografici o grafica

Usa i dati gerber per tracciare un film che rappresenterà le tracce e i pad del design della tavola prevista. L'opera d'arte dovrebbe includere la maschera di saldatura e la legenda, oltre a elementi in rame.

Il film viene utilizzato per posizionare un'immagine sul resist

§Esporre l'immagine

Quindi, esporre i pannelli alla luce ultravioletta ad alta intensità che attraversa la pellicola. Le aree pulite lasceranno passare la luce per polimerizzare la resistenza del film. Questo crea un'immagine del modello di circuito.

§Sviluppare l'immagine

Elaborare il nucleo esposto attraverso una soluzione chimica/sviluppatore per rimuovere il resist dalle aree non polimerizzate.

§Incisione dello strato interno

Rimuovere chimicamente il rame dal nucleo nelle aree non coperte dal film secco resist. Il risultato è uno schema che corrisponde a quello del film. Nelle aree in cui il rame viene inciso via, la superficie laminata del nucleo rimane esposta.

§Spogliare il Resist

Rimuovere chimicamente il film secco resist dal pannello. Questo lascia il rame sul pannello.

Le tracce, i pad, il piano terra e altre caratteristiche del design rimangono esposti.

§Ispezione ottica automatizzata (AOI)

Ispeziona gli strati interni per eventuali problemi di progettazione. Questo viene fatto utilizzando i dati dei file gerber. In caso di incongruenze minime, è possibile eseguire riparazioni minime. Tutti i dipartimenti interessati dipenderanno dai risultati dell'ispezione per correggere eventuali problemi di processo.

§Rivestimento di ossido

Successivamente, trattare chimicamente i pannelli. Questo serve a migliorare l'adesione della superficie di rame. Puoi usare la chimica organica o altri tipi di chimica. Possono essere utilizzati anche metodi meccanici. Il colore ottenuto varia solitamente a seconda del metodo utilizzato.

Costruzione multistrato

Per questo processo, sono necessari un foglio di rame, il preimpregnato e le anime dello strato interno.

Foglio di rame: di solito viene fornito in fogli da ½ oz. e 1 oncia per piede quadrato o 0.007” e 000134” di spessore nominale

Foglio adesivo pre-impregnato (Prepreg): questo è ciò che tiene insieme i nuclei.

PCB Materiale

Materiale PCB – Foto per gentile concessione: Orbotech

Dai capitoli precedenti abbiamo appreso che il preimpregnato più utilizzato è FR4. Si tratta di un tessuto in fibra di vetro pre-impregnato con resina epossidica.

Durante la laminazione, questa resina si scioglie per pressione e calore e scorre attraverso le caratteristiche del rame e il laminato esposto sul nucleo. Mentre si raffredda, lega insieme gli strati della lamina e il nucleo.

Pannelli laminati: durante il processo di laminazione, lo strato interno, la lamina di rame e il preimpregnato vengono uniti insieme a calore e pressione.

Questo a volte viene fatto nel vuoto. Il risultato è un pannello che ha molti strati di rame all'interno. Ha anche la pellicola all'esterno.

Una volta ottenuto il pannello laminato, il processo è sostanzialmente simile a quello della costruzione di PCB a doppio strato. Occorrono i seguenti passaggi.

§Esercitazione primaria

Praticare dei fori attraverso la pila di pannelli secondo uno schema che si adatta al posizionamento dei componenti previsto. I fori sono generalmente praticati 5 mil più grandi delle dimensioni dei fori passanti placcati finiti previsti perché saranno ramati.

I fori devono essere il più precisi possibile. I produttori di PCB utilizzano localizzatori a raggi X per individuare i fori giusti e la perforazione è computerizzata.

§Sbavare

Questa è la rimozione delle bave (bordi in rilievo del metallo) che circondano i fori. Queste bave di solito si verificano durante il processo di perforazione.

Inoltre, a questo punto vengono rimossi tutti i detriti che potrebbero essere rimasti nel foro praticato.

§Disprezzare

Questo processo è specifico per PCB multistrato. È la rimozione chimica del sottile rivestimento di resina dalle connessioni dello strato interno.

Questo strato di solito si verifica a causa del calore e del movimento delle punte durante la creazione dei fori. Questo processo aiuta a migliorare la connettività elettrica

§Deposizione di rame

In questa fase, un sottile rivestimento di rame viene depositato chimicamente su tutta la superficie esposta del pannello. Questo include le pareti dei fori.

Questo creerà una base metallica per la galvanica del rame sulla superficie e nei fori.

§Rivestimento a film secco dello strato esterno

Qui, usi la stessa pellicola che viene utilizzata sugli strati interni per rivestire l'intera superficie degli strati esterni. Questo dovrebbe coprire anche i fori praticati.

§Esposizione e sviluppo dello strato esterno

Esporre il pannello utilizzando la stessa procedura delle anime dello strato interno. La luce passerà attraverso le aree chiare del film, indurendo così la resistenza. Crea un'immagine del modello di circuito.

§ Placcatura in rame

Successivamente, il rame viene galvanizzato sulla superficie esposta fino a uno spessore di circa 0.001”.

§Stagnatura

Successivamente, la stagnatura viene applicata su tutta la superficie di rame esposta. Lo stagno fungerà da resistenza all'incisione per mantenere le tracce di rame, i cuscinetti dei fori e le pareti durante l'incisione dello strato esterno.

§Il “SES”

Questi sono tre passaggi correlati e successivi di strip-etch-strip.

  • Resist Strip: il passaggio successivo consiste nel rimuovere il film secco resist dal pannello. La stagnatura rimane inalterata. Tutti i fori che erano ricoperti di resist sono aperti e non sono placcati.
  • Incisione: questo processo rimuove il rame da tutte le parti che non hanno la stagnatura. Lo stagno protegge il rame sottostante dall'incisione.
  • Tin Strip: la latta ha compiuto il suo ruolo. Viene quindi rimosso chimicamente, lasciando il rame

§Applicazione della maschera di saldatura

Pulizia: il primo passo qui è pulire i cuscinetti, le tracce e i fori passanti della superficie in rame esposta. Qui, la superficie viene strofinata con pomice. Questo aiuta a migliorare l'adesione della maschera e a rimuovere la contaminazione superficiale

L'applicazione di una maschera di saldatura: l'applicazione di un inchiostro fotosensibile a base epossidica ricopre completamente il pannello. Il passo successivo consiste nell'essiccare il pannello ma senza l'indurimento finale. Il pannello viene quindi esposto a una fonte di luce tramite uno strumento per pellicola. Infine, il pannello viene sviluppato, esponendo così le pastiglie e i fori in rame come definiti dall'opera d'arte

La polimerizzazione della maschera di saldatura viene eseguita cuocendo in forno, sebbene alcuni produttori utilizzino fonti di calore a infrarossi.

§Serigrafia

In questa fase, l'inchiostro viene serigrafato su uno o entrambi i lati del cartone, a seconda delle esigenze del cliente. Successivamente, i pannelli vengono sottoposti a cottura per polimerizzare l'inchiostro

§Livellamento della saldatura ad aria calda

Ciò comporta il rivestimento dei pannelli con fondente, quindi l'immersione completa in un bagno di saldatura fusa. La saldatura coprirà tutte le superfici metalliche esposte.

Durante la rimozione del pannello dalla saldatura, dirigere l'aria calda su entrambi i lati del pannello. Questo rimuoverà la saldatura in eccesso dai fori e la superficie liscia dei pad

§Rotta

Utilizzare una macchina CNC o un router per tagliare le schede a misura. Puoi anche segnare le schede e romperle facilmente dopo il montaggio.

Il prossimo è controllare le schede per la pulizia, le bave e altri requisiti.

§Prove elettriche e collaudo finale

Testare le schede per aperture e colpi nei suoi circuiti. Ove possibile, riparare i cortocircuiti ed eseguire un test di verifica.

Successivamente, ispeziona visivamente le schede. Confermare che sono alla pari con i requisiti del cliente e le specifiche del settore. Verificare inoltre le dimensioni fisiche e le dimensioni dei fori

§Imballaggio e spedizione

L'ultimo passaggio è contare e termoretraibile le tavole buone, pronte per la spedizione.

Processo di assemblaggio PCB multistrato

Siamo ora all'ultima fase, da dove finiamo con un PCB completo. A questo punto, aggiungerai i componenti montandoli e saldandoli sul PCB.

Prima di entrare nel processo di assemblaggio del PCB, tuttavia, dovrai eseguire un controllo DFM. Ricordi DFM?

Ne abbiamo già parlato nelle sezioni precedenti di questa guida.

Il controllo DFM mira a scoprire se ci sono caratteristiche problematiche sul PCB.

Pertanto, esaminerai tutte le specifiche di progettazione del PCB per vedere se ci sono funzionalità mancanti o eseguite in modo errato.

Assemblaggio PCB multistrato

Assemblaggio PCB multistrato

Un esempio di tali problemi è lasciare poco spazio inadeguato tra i componenti, che può portare a cortocircuiti.

I controlli DFM sono quindi molto cruciali per ridurre i costi. Questo perché ti aiuta a realizzare i problemi abbastanza presto, riducendo così il numero di scarti.

Al termine, ora puoi procedere al processo di assemblaggio del PCB effettivo.

Esistono due metodi principali utilizzati per assemblare i PCB. Questi sono:

§Tecnologia a montaggio superficiale per PCB multistrato

Ciò comporta il posizionamento dei componenti a montaggio superficiale utilizzando una macchina pick and place, quindi l'utilizzo della saldatura a rifusione per incollarli sulla scheda.

Tecnologia a montaggio superficiale

Tecnologia a montaggio superficiale – Foto per gentile concessione: Wikimedia

I componenti a montaggio superficiale sono quei componenti che non hanno cavi e non utilizzano fori passanti. Sono montati su un lato della scheda e non possono penetrare nell'altro lato.

L'assemblaggio a montaggio superficiale è generalmente altamente meccanizzato.

§Tecnologia a foro passante per PCB multistrato

Questo metodo viene utilizzato per montare i componenti a foro passante sulla scheda. I componenti a foro passante hanno cavi che vengono inseriti nei fori sulla scheda. Questi cavi vengono quindi saldati mediante saldatura manuale o ad onda.

La maggior parte dei PCB di solito ha PCB sia a montaggio superficiale che a foro passante. Pertanto, hanno bisogno di una combinazione di questi due metodi per il loro assemblaggio. La tecnica utilizzata è chiamata assemblaggio PCB misto.

Diamo quindi un'occhiata al processo di assemblaggio PCB multistrato passo dopo passo.

Passo 1: Stencil di pasta per saldatura

Come suggerisce il nome, questa è la fase in cui si applica la pasta saldante sulle parti designate della scheda.

Queste sono le parti dove intendi montare e saldare i componenti. L'uso di uno stencil aiuta a bloccare la superficie indesiderata in modo che non riceva la pasta saldante.

Un dispositivo meccanico assicura che il PCB sia in una posizione corretta, quindi un applicatore applica la pasta saldante.

Successivamente, la macchina stende la pasta sullo stencil in modo che si distribuisca uniformemente su ogni area non coperta dallo stencil. Quando rimuovi lo stencil, la pasta saldante rimane solo sulle parti previste.

 Passaggio 2: selezionare e posizionare

Dopo aver applicato la pasta sulla scheda, ti sposterai a posizionare i componenti SMD su di essa. Esistono dispositivi robotici che aiutano a raccogliere e posizionare questi componenti SMD con molta precisione. Ecco perché oggi hanno in gran parte sostituito le pinzette, che erano usate prima.

Passaggio 3: saldatura a riflusso

Questo è il processo che aiuta a garantire che i componenti rimangano nella loro posizione. Un nastro trasportatore muove il forno di rifusione dove la pasta saldante si scioglie.

Successivamente, viene raffreddato per solidificare e mantenere saldi i componenti. (Ho spiegato il processo nella sezione "prototipazione", quindi lo lascerò così).

Passaggio 4: ispezione e controllo di qualità

Qui è dove ispezioni la scheda per eventuali difetti che potrebbero essere causati da movimenti durante il processo di saldatura a rifusione.

Fondamentalmente, i seguenti sono i principali tipi di ispezione che eseguirai in questa fase

  • Controlli manuali
  • Automatic Optical Inspection (AOI)
  • Ispezione a raggi X.

Ancora una volta, ho già approfondito questo aspetto nella sezione di prototipazione. La procedura è la stessa per l'assemblaggio vero e proprio come per la prototipazione.

Passaggio 5: inserimento del componente con foro passante

La maggior parte dei PCB multistrato sono progettati per includere componenti con foro passante placcato. Se questo è il caso, allora questa è la fase in cui aggiungere questi componenti alla scheda.

Una volta posizionati i componenti sulla scheda, con i cavi ben posizionati nei fori, è ora il momento di saldarli.

La saldatura a riflusso non funziona qui. Invece, puoi optare per la saldatura manuale o la saldatura ad onda, a seconda del tipo e delle dimensioni dei componenti.

La saldatura manuale è un'opzione più semplice, ma è più lenta rispetto alla saldatura ad onda.

Viene quindi utilizzato solo dove la saldatura ad onda non è l'ideale, come quando un PCB ha componenti a foro passante su entrambi i lati. In questo caso non viene utilizzata la saldatura ad onda in quanto può interferire con i componenti già saldati sul primo lato della scheda.

Passaggio 6: ispezione finale e test funzionale

Questo è il passaggio finale, in cui si testa la funzionalità del PCB ora completamente assemblato. Per fare ciò, simulerai le effettive condizioni di lavoro in cui dovrebbe funzionare il PCB.

Nel frattempo, monitorerai le prestazioni e prenderai nota di qualsiasi anomalia.

Se c'è un problema con una qualsiasi delle caratteristiche della scheda, allora quel PCB non supera il test.

A seconda del livello di guasto e degli standard aziendali, il PCB può essere riciclato o rottamato.

Se i test in corso sono stati condotti con successo, le possibilità di gravi fallimenti al test finale sono minime. Tuttavia, il test è ancora d'obbligo per essere sicuri del prodotto finale.

Usi di circuiti stampati multistrato

Dalla sezione vantaggi e svantaggi, abbiamo visto diverse caratteristiche positive che i PCB multistrato hanno rispetto ai PCB a strato singolo. Come davvero ti aspetti, questo ha fatto molto per attirare molti settori a optare per PCB multistrato.

Più nello specifico, la mobilità e la funzionalità che garantiscono i PCB multistrato hanno indotto molti a optare per loro

In questa sezione, quindi, esaminiamo alcune di queste applicazioni.

Elettronica di consumo

 Elettronica di consumo

Beni di consumo

Le persone in tutto il mondo stanno rapidamente passando a prodotti intelligenti come gli smartphone che consentono il multitasking con molta facilità.

Per ottenere questa qualità e rimanere portatili, questi dispositivi devono utilizzare PCB multistrato.

Apparecchiature per le telecomunicazioni

Durabilità e funzionalità sono le due caratteristiche più essenziali per le apparecchiature di telecomunicazione. Per questo motivo, i PCB multistrato sono preferiti per la realizzazione di dispositivi mobili o torri all'aperto per questo settore.

Equipaggiamento industriale

Anche in questo caso, il fattore principale è la durata. Le attrezzature industriali sono talvolta soggette a manipolazioni brusche che non possono tollerare la fragilità.

Per questo motivo, i PCB multistrato vengono utilizzati per i controlli industriali che fanno funzionare i macchinari dell'industria.

Medical Equipment

Che si tratti di diagnosi o cure, la mobilità e la funzionalità delle apparecchiature mediche sono molto essenziali.

Pertanto, i PCB multistrato sono ampiamente utilizzati in questo settore, dai monitor cardiaci alle apparecchiature di scansione CAT e altro ancora.

Equipaggiamento militare e di difesa

L'industria militare dipende fortemente dai circuiti ad alta velocità e da un design ingegneristico altamente compatto. Devono sviluppare un'elettronica che incorpori diverse funzioni ma consenta comunque un facile movimento.

Ciò è possibile solo con PCB multistrato

Industria automobilistica

La buona resistenza al calore, le dimensioni ridotte e le elevate prestazioni dei PCB multistrato si adattano perfettamente all'ambiente interno delle automobili.

Ecco perché sono ampiamente utilizzati nella realizzazione di computer di bordo e sensori del motore, tra gli altri in questa fascia.

Industria aerospaziale

Questo è uno dei settori più sensibili in termini di peso, dimensioni, durata e prestazioni. La combinazione di questi attributi ha reso i PCB multistrato i migliori per l'elettronica come i computer della cabina di pilotaggio.

Elettronica per computer

Nell'industria dei computer, la portabilità e le prestazioni sono così importanti da superare per lo più le implicazioni in termini di costi.

I laptop, ad esempio, necessitano sia di prestazioni elevate che di facile mobilità. Pertanto, dipendono da PCB multistrato per le loro schede madri e altre parti.

Conclusione

Lo scopo di questa guida era fornire una solida comprensione dei PCB multistrato. Nel tentativo di sviluppare questa comprensione, ho spiegato sia i concetti che i processi nel modo più appropriato possibile. A questo proposito, la guida ti lascia in una buona posizione per gestire tutti i problemi dei PCB multistrato.

Con questa comprensione, inoltre, ora sei in grado di prendere decisioni cruciali su tutte le questioni che riguardano questo tipo di PCB.

Sei sempre il benvenuto qui per ulteriori di queste guide informative.