CREAZIONE DELLA CORRETTA SEQUENZA DEI LAYER PCB

Chris Carlson
|  Created: February 7, 2017  |  Updated: January 5, 2021

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Uno degli errori più comuni durante il processo di fabbricazione dei PCB è l'ordine improprio degli strati. Se non viene controllato, potrebbe danneggiare l'intero processo. Il processo di assemblaggio del PCB, infatti, potrebbe funzionare da un punto di vista di continuità elettrica. Potrebbe anche superare un'ispezione dal punto di vista elettrico. Tuttavia, nei progetti in cui l'ordine dei piani rispetto agli strati dei segnale e la prossimità degli strati tra loro sono fattori fondamentali, i problemi si manifesteranno a livello di assemblaggio funzionale finale.

INTRODUZIONE

Al fine di garantire che il produttore abbia le informazioni necessarie per ordinare correttamente gli strati ed eseguire un'ispezione visiva al termine del processo, i dettagli devono essere integrati direttamente all'interno della geometria di rame. È responsabilità del progettista di PCB rigidi-flessibili includere nel design queste feature degli strati di rame.

Integrare le feature degli strati di rame corrette all'interno dei dati di fabbricazione consente di avere un elevato livello di certezza che l'ordine di sequenza degli strati del prodotto finale sarà corretto. Inoltre, dopo aver superato un'ispezione Q&A in-house ed essere state approvate per il passaggio allo stabilimento di produzione, queste caratteristiche del rame costituiscono un meccanismo per l'ispezione dell'assemblaggio finale.

IDENTIFICAZIONE DEI LAYER PCB

La prima feature aggiunta allo strato di rame identifica l'ordine dello strato rispetto a tutti gli altri strati nel design del layer PCB. Ogni strato riceve una serie di strati, incisi direttamente sul rame, che indica la posizione dello strato all'interno della sequenza degli strati. Non è sufficiente posizionare i numeri degli strati all'esterno del contorno della scheda per indicare a quale strato si riferisce l'indicazione. La numerazione degli strati deve essere incorporata all'interno dell'area della scheda terminata.

Alcuni produttori richiederanno il numero di strato per eseguire il mirroring dello strato del lato secondario. Il numero dello strato deve trovarsi vicino al bordo della scheda, in modo da non interferire con le proprietà elettriche del circuito. Può essere indicato tramite un singolo numero su ogni strato.

Tuttavia, i numeri non possono essere sovrapposti tra loro. Devono essere tutti chiaramente visibili quando si guardano gli schemi di controllo dall'alto verso il basso e quando tutti gli schemi di controllo sono impilati uno sull'altro.

Per semplificare ulteriormente l'identificazione, spesso i numeri di strato vengono posizionati all'interno di un riquadro. Le feature delle maschere di saldatura e della serigrafia devono essere rimosse dall'area che circonda i numeri di strato, al fine di facilitare la visualizzazione dei numeri di strato attraverso il progetto finito di PCB rigidi-flessibili con una sorgente di luce di ispezione collocata dietro all'intero gruppo. I numeri dello strato saranno un'indicazione che tutti gli strati sono presenti. Questi indicheranno inoltre al produttore a quale strato si riferisce l'indicazione.

I numeri di strato non devono essere collegati a feature degli strati di rame, come piani o poligoni di alimentazione; questo è valido per qualsiasi strato. Se necessario, nei punti in cui vengono inseriti i numeri di strato, i piani e i poligoni di alimentazione devono presentare una rientranza di almeno 0,25 mm tra le feature del piano o del poligono e il numero di strato.

numeri di strato incisi direttamente nella geometria in rame per ogni strato presente nel layer PCB

Figura 1: numeri di strato incisi direttamente nella geometria in rame per ogni strato presente nel layer PCB.

per i numeri di strato è stata rimossa la maschera di saldatura per garantire l'ispezione visiva dei layer PCB

Figura 2: per i numeri di strato è stata rimossa la maschera di saldatura per garantire l'ispezione visiva dei layer PCB.

STRISCE DI SEQUENZA E TRACCE TEST

Le strisce di sequenza sono feature degli strati di rame posizionate sul bordo del PCB, per facilitare le ispezioni visive dell'ordine degli strati. La geometria deve estendersi al di fuori del bordo della scheda così da esporre il rame quando il PCB viene sbrogliato dal pannello. Osservando le strisce di sequenza sul bordo della scheda finita, sarà visibile la corretta geometria della sequenza. La striscia di sequenza è larga 1,3 mm e lunga 5 mm sullo strato 1, mentre sugli strati successivi è di 2,5 mm più lunga.

L'obiettivo della traccia test è quello di verificare lo spessore e la larghezza del rame dopo l'incisione su ogni strato della sequenza. Le tracce test sono lunghe 1,3 mm e larghe 0,13 mm e devono sporgere oltre il bordo della scheda, in modo da mostrare il rame quando il PCB viene sbrogliato dal pannello. La vista laterale di una traccia test può essere misurata con un microscopio. Questa feature è fondamentale nei progetti con geometrie basate sull'impedenza

Allo stesso modo del numero di strato, le strisce di sequenza e le tracce test non devono essere collegate alle feature degli strati di rame, come i piani o i poligoni di alimentazione e devono presentare una rientranza di almeno 0,25 mm tra le feature del piano o del poligono e il numero di strato.

vista laterale delle strisce di sequenza e delle tracce test per una gestione dei layer PCB

Figura 3: vista laterale delle strisce di sequenza e delle tracce test per una gestione dei layer PCB.

dimensioni della striscia di sequenza e delle tracce test così come vengono tracciate sugli strati di pellicola in un layer PCB

Figura 4: dimensioni della striscia di sequenza e delle tracce test così come vengono tracciate sugli strati di pellicola in un layer PCB.

vista laterale delle strisce di sequenza e delle tracce test di un layout layer PCB

Figura 5: vista laterale delle strisce di sequenza e delle tracce test di un layout layer PCB.

CONCLUSIONE

È possibile ottenere un elevato grado di affidabilità della sequenza degli strati, se si fa buon uso del numero di strato e delle strisce di sequenza nelle operazioni di design layer PCB. Queste feature vengono integrate nella fabbricazione e nel gruppo PCB nelle prime fasi della progettazione. Durante le fasi di progettazione del layout PCB, è necessario considerare lo spazio disponibile e quello necessario per i collegamenti elettrici.

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Ingegnere senior delle applicazioni sul campo Chris Carlson è arrivato in Altium nell'agosto 2007 e porta con sé il suo background in elettronica di potenza, acquisizione dati e controlli. Chris ha conseguito la laurea in scienze presso l'Università Stato Oregon anel 1993 e ha lavorato come ingegnere progettista nei settori biomedico, controlli industriali, motori e difesa.

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