PCB-kerrosrakenne (stackup) on yksi tärkeimmistä piirilevysuunnittelun päätöksistä –ja samalla yksi eniten aliarvioiduista. Usein kerrosrakenne määritellään nopeasti, jotta päästään aloittamaan reititys.
Jos impedanssilaskelmat täsmäävät ja signaalit näyttävät hyviltä, päätös hyväksytään. Valmistuksessa vaikutukset ovat kuitenkin paljon laajemmat. Kerrosrakenne vaikuttaa siihen, miten levy laminoidaan, miten se käyttäytyy juotoksessa, ja kuinka tasalaatuisesti tuotanto voidaan toistaa.
Kerrosrakenne osana valmistusketjua
Kerrosrakenne yhdistää materiaalivalinnat, prosessikyvykkyyden ja kustannukset.
Huonosti valittu stackup voi aiheuttaa:
•
Käpristymistä
• Epätasaista impedanssia
•
Kokoonpanovirheitä
• Heikkoa saantoa
Nämä ongelmat ilmenevät usein vasta, kun tuotantoa yritetään skaalata.
1. Epätavalliset materiaalikombinaatiot
Erikoismateriaalit voivat olla sähköisesti houkuttelevia, mutta valmistuksen näkökulmasta riskialttiita.
Kun käytetään harvinaisia ydin- tai
prepregmateriaaleja:
• Toimittajavaihtoehdot vähenevät
•
Toimitusajat kasvavat
• Prosessin hallinta
vaikeutuu
Turvallisempi lähestymistapa on hyödyntää yleisesti saatavilla olevia ja testattuja materiaalijärjestelmiä.
2. Epäsymmetrinen kerrosrakenne ja mekaaninen rasitus
Epäsymmetrinen kerrosrakenne aiheuttaa mekaanista jännitystä. Lämmön vaikutuksesta levy pyrkii vääntymään.
Seurauksena voi
olla:
• Ongelmia automaattisessa kokoonpanossa
•
Liittimien ja BGA-komponenttien vaurioituminen
•
Epäluotettavat juotokset
Symmetrinen kerrosrakenne parantaa luotettavuutta ja tuotannon toistettavuutta.
3. Liian tiukat impedanssivaatimukset
Valmistusprosessilla on rajansa. Kun impedanssivaatimukset ylittävät nämä rajat, tuotanto hidastuu ja kustannukset nousevat. Yhteistyö valmistajan kanssa auttaa asettamaan realistiset ja mitattavat tavoitteet, jotka täyttävät sähköiset vaatimukset ja tukevat sarjatuotantoa.
DFM alkaa kerrosrakenteesta
Hyvä kerrosrakenne ei ole kompromissi.
Se on edellytys onnistuneelle tuotannolle. Kun valmistaja on mukana varhaisessa vaiheessa, kerrosrakenne tukee koko tuotteen elinkaarta prototyypistä massatuotantoon.
Oletko valmis vähentämään piirilevyihin liittyviä yllätyksiä?
Jos taistelet seuraavien asioiden kanssa: monimutkaiset vaatimukset, tiukat aikataulut tai tuotantoriskit; Comtec Labs tarjoaa täyden valikoiman palveluita työnkulkusi tehostamiseksi:
PCB-suunnittelupalvelut
PCB-prototypointi
PCB-komponenttien hankinta
PCB-komponenttien kokoonpano
PCB-testaus
PCB-korjaus ja muokkaukset
Piirilevyjen tuotanto
PCB-sarjatuotanto