1. PCB چند لایه چیست؟
برای برآوردن محدودیتهای فضا و وزن تجهیزات الکترونیکی مدرن، لازم است از PCBهای چند لایه استفاده شود، که همانطور که از نام آن پیداست، از چندین لایه مواد تشکیل شدهاند که با هم لایهگذاری شدهاند تا یک برد مدار واحد را تشکیل دهند. PCB های چند لایه با استفاده از شرایط فشار و دمای بالا تولید می شوند تا به لایه ها اجازه دهند محکم به یکدیگر بچسبند و از حباب های هوا در داخل برد جلوگیری شود.
کاربردها و مزایای PCB های چند لایه
همانطور که وسایل الکترونیکی مدرن از نظر اندازه کوچکتر و از نظر عملکرد پیچیده تر می شوند، PCB های چند لایه مزایای متمایز زیادی نسبت به PCB های تک لایه دارند، به ویژه در کاربردهای زیر:
ذخیره سازی داده ها، سیستم های ماهواره ای، ارتباطات سیار، انتقال سیگنال، کنترل صنعتی، تجهیزات فضایی، سیستم های تشخیص هسته ای
مزایای استفاده از PCB های چند لایه در این برنامه ها عبارتند از:
1. PCBهای چند لایه مدارهای بیشتری را نسبت به PCBهای یک یا دو طرفه اداره می کنند، مشروط بر اینکه سطح برد یکسان باشد. چگالی بالای مونتاژ PCB های چند لایه آنها را برای کاربردهای با ظرفیت و سرعت بالا در سیستم های پیچیده مناسب می کند. 2.
2. اندازه کوچک و وزن سبک PCBهای چند لایه آنها را برای تجهیزاتی با محدودیت فضا و وزن ایده آل می کند.
3. PCB های چند لایه بسیار قابل اعتماد هستند. 4.
4. PCB های چند لایه انعطاف پذیر هستند و می توانند در ساختارهای مداری که نیاز به خم شدن دارند استفاده شوند.
5. PCB های چند لایه می توانند دما و فشار بالا را تحمل کنند و می توانند در تجهیزاتی استفاده شوند که ویژگی های دوام مدار مهم است.
6. مسیریابی امپدانس کنترل شده در PCB های چند لایه آسان است.
7. لایه های قدرت و زمین در PCB های چند لایه به دستیابی به محافظ EMI کمک می کند. 2.
2. تنش حرارتی در PCB های چند لایه
هنگام ساخت PCB های چند لایه، ورق های نیمه پخت و لایه های مواد هسته ای در کنار هم قرار می گیرند. هادی ها در یک ماده رزین محصور شده و لایه ها با چسب به هم چسبیده اند. تمام مواد درگیر در PCB چند لایه دارای نرخ های مختلف انبساط و انقباض حرارتی هستند که به عنوان ضریب انبساط حرارتی (CTE) شناخته می شود. تفاوت در CTE و افزایش دما منجر به یک میدان دما و یک میدان تنش حرارتی در PCB چند لایه می شود. تنش های حرارتی بالا می تواند باعث تغییر شکل PCB شود و منجر به مشکلات جدی در عملکرد مدار، قابلیت اطمینان و طول عمر شود.
3. اهمیت آنالیز تنش حرارتی PCBهای چند لایه
آنالیز تنش حرارتی یک تحلیل دما و میدان تنش همراه بر روی PCB چند لایه است که از آنالیز تنش حرارتی برای تجزیه و تحلیل اثرات چرخه دمای بالا و پایین بر اجزای مدار و عملکرد استفاده میکند. سپس طرح فیزیکی PCB چند لایه بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل تنش حرارتی اصلاح می شود که به کاهش دما و میدان های تنش حرارتی PCB چند لایه کمک می کند.
تجزیه و تحلیل تنش حرارتی از طرق مختلف مفید است، از جمله
1. قرار دادن دستگاه ها با توجه به تنش دما و برش روی اتصالات لحیم کاری PCB چند لایه.
2. پیش بینی شانس لایه برداری و میکرو ترک در PCB های چند لایه. 3.
3. پیش بینی اینکه آیا تغییر شکل در PCB های چند لایه رخ می دهد یا خیر.
هنگام طراحی PCBهای چند لایه بهینه، نتایج تجزیه و تحلیل تنش حرارتی برای کاهش مؤثر دما و تنش در PCBهای چند لایه و همچنین برای بهبود قابلیت اطمینان حرارتی، استحکام برد فیزیکی و طول عمر PCBهای چند لایه بسیار مفید است.
