Jak poprawnie projektować panele dla obwodów o niewielkich rozmiarach? - cześć 2
Panele frezowane i rylcowane
Każdy kształt obwodu, poza prostokątnym, wymaga zastosowania obróbki mechanicznej frezowaniem. Rylcowanie jest konieczne jeśli obwody w panelu posiadają choć jedną prostą krawędź pionową lub poziomą, frezowanie możliwe wtedy będzie dla pozostałych krawędzi.
Obróbka mieszana (fot. 1) pozwala zredukować wady obu metod stosowanych osobno. Jest ona także wskazana dla obwodów prostokątnych o wymiarach mniejszych niż 30 mm, gdyż w porównaniu z panelem w pełni rylcowanym, ułatwia ona separację płytek PCB.
.jpg)
Fot. 1. Panel frezowany (poziome krawędzie i wcięcia) i rylcowany (pionowe krawędzie) z ramką pomiędzy dwoma rzędami płytek oraz na pionowych krawędziach.
Skrajne równoległe do brzegów panelu krawędzie obwodu należy przygotować za pomocą rylcowania. Zapewnia ono bowiem stabilniejsze trzymanie na większej długości, niż pojedynczy perforowany mostek o standardowej długości 2 mm.
Krawędzie skośne, łuki oraz wycięcia znajdujące się w głębi obwodów muszą być obrabiane frezowaniem.
Mieszana obróbka panelu wymusza zastosowanie także ramki wokół obwodów. Dla krawędzi rylcowanych wystarczająca jej szerokość to 5 mm, dzięki temu niewykorzystana powierzchnia laminatu jest znacznie mniejsza niż w przypadku paneli frezowanych w całości. Obróbkę mieszaną stosuje się niekiedy dla płytek prostokątnych, w których mozaiki położone są zbyt blisko określonych krawędzi. Wówczas wykonywane są one frezowaniem, dopuszcza to bowiem znacznie bliższe umiejscowienie elementów mozaik względem krawędzi. Zastosowanie rylcowania niektórych krawędzi panelu pozwala zredukować zarówno czas jak i koszt całej obróbki mechanicznej.
Rozkład miedzi w panelu
Równie istotnym zagadnieniem podczas projektowania panelu jest rozkład miedzi.
Najbardziej pożądany jest równomierny i symetryczny procent powierzchni miedzi na centymetr kwadratowy obwodu.
W procesie produkcji obwodów jest to niezwykle istotne. Ma to szczególne znaczenie podczas etapów w których laminat poddawany jest wysokim temperaturom. Nierówny rozkład miedzi może powodować trwałe odkształcenia i wichrowanie płytek oraz późniejsze trudności w ich montażu (rys. 2).
.jpg)
Rys. 2. Płytka o nierównomiernym rozkładzie miedzi.
Ponadto, obwody z metalizowanymi otworami, poddawane obróbce galwanicznej, mogą wykazywać przerost grubości ścieżek i padów w obszarach o znacznie mniejszym wypełnieniu miedzią w stosunku do całej powierzchni obwodu. To z kolei może powodować nieprawidłowe pokrycie maską antylutowniczą, niosąc za sobą ryzyko zwarć podczas montażu.
Aby uniknąć tego typu problemów, należy wystrzegać się układania w panelu płytek o skrajnie różnym rozkładzie miedzi. Komponując taki panel można wyrównać balans miedzi dodając uzupełnienie w postaci kratki lub prostokątów mozaiki, które będą „chronić” obszary narażone na przerost miedzi. Równie skuteczną metodą może okazać się układanie płytek w panelu tak, aby były obrócone w stosunku do siebie o 180 stopni. Pamiętać jednak należy, że obszar o większej gęstości miedzi powinien znajdować się bliżej zewnętrznej krawędzi panelu. Zastosowanie obu technik symetryzacji rozkładu miedzi pokazuje rys. 3.
.jpg)
Rys. 3. Panel z płytek o nierównomiernym rozkładzie miedzi z dodanymi wypełnieniami na ramce.
Podsumowanie
W dwóch częściach artykułu przedstawiono rożne rodzaje obróbki mechanicznej paneli pod kątem produkcji obwodów o niewielkich rozmiarach. Dla każdej z nich zaprezentowano cechy charakterystyczne oraz techniki zwiększania stabilności mechanicznej. Zamieszczono ponadto elementy pozwalające uzyskać redukcję kosztów produkcji obwodów w panelach przy zachowaniu ich dużej wytrzymałości mechanicznej. Omówiono także wskazówki dla inżynierów oraz projektantów, a także przedstawiono zagadnienia, których należy unikać podczas konstruowania paneli.
.jpg)
.jpg)
