در دوران دیجیتال امروز ، تقریباً هر دستگاه مدرن - از تلفن های هوشمند و تجهیزات پزشکی گرفته تا سیستم های کنترل خودرو - بر روی صفحه مدار چاپی (PCB) قرار دارد. در حالی که PCB های تک لایه و دو لایه برای چندین دهه مورد استفاده قرار گرفته اند ، تقاضا برای دستگاه های قدرتمندتر و کم حجم ایجاد شده استPCB های چند لایهاستاندارد صنعت در الکترونیک با کارایی بالا.
یک PCB چند لایه از سه یا چند لایه مس رسانا تشکیل شده است که در کنار هم جمع شده اند و با عایق بندی مواد معروف به دی الکتریک از هم جدا می شوند. بر خلاف تابلوهای تک یا دو طرفه ، PCB های چند لایه به طراحان این امکان را می دهد تا به مسیریابی پیچیده ، عملکرد بیشتر و قابلیت اطمینان بهبود یافته دست یابند. این معماری نه تنها جریان سیگنال را بهینه می کند بلکه به طور قابل توجهی تداخل الکترومغناطیسی را کاهش می دهد ، که یک نگرانی عمده در مدارهای پر سرعت است.
مزایای PCB های چند لایه فراتر از پیچیدگی ساختاری آنها است. آنها تولید کنندگان را قادر می سازند دستگاههایی را که کوچکتر ، سبک تر و با دوام تر هستند ، بدون اینکه قدرت پردازش یا کارآیی را قربانی کنند ، بسازند. چه در هوافضا ، چه ارتباطات از راه دور یا فناوری پزشکی ، تطبیق پذیری PCB های چند لایه آنها را به سنگ بنای نوآوری تبدیل کرده است.
در سطح اساسی ، PCB های چند لایه مشکل فضای محدود و تنگناهای عملکرد را حل می کنند. طراحان با انباشت چندین لایه مس ، توانایی مسیریابی سیگنال ها را با هوشمندانه تر و جلوگیری از مشکلات احتقان که با تابلوهای سنتی دو لایه رخ می دهد ، به دست می آورند. این یکی از مهمترین دلایلی است که PCB چند لایه حاکم بر صنایعی است که هم مینیاتوریزاسیون و هم عملکرد آن ضروری است.
اصل کار یک PCB چند لایه در طراحی لایه بندی شده آن نهفته است. هر لایه رسانا با الگوهای مدار حک شده است ، در حالی که VIA ها (از طریق سوراخ ، VIAS کور یا VIA های دفن شده) این لایه ها را به هم وصل می کنند تا ارتباطات الکتریکی یکپارچه را فراهم کند. لایه های دی الکتریک لایه های مس را عایق بندی می کنند و اطمینان می دهند که سیگنال های الکتریکی با حداقل تداخل و حداکثر کارایی حرکت می کنند.
برای نشان دادن بهتر پارامترهای حرفه ای یک PCB چند لایه معمولی ، جدول زیر را در نظر بگیرید:
| پارامتر | دامنه مشخصات |
|---|---|
| شمارش لایه | 4 تا 40+ لایه |
| ماده پایه | FR4 ، TG FR4 HIGH ، ROGERS ، POLYIMIDE |
| ضخامت مس | 0.5 اونس تا 3 اونس در هر لایه |
| ضخامت تخته | 0.4 میلی متر تا 5.0 میلی متر |
| حداقل اندازه سوراخ | 0.1 میلی متر |
| پایان سطح | هسل ، enig ، OSP ، نقره غوطه وری |
| کنترل امپدانس | 10 ٪ تحمل |
| دمای عملیاتی | -40 درجه سانتیگراد تا +150 درجه سانتیگراد |
| ماسک لحیم کاری | سبز ، سیاه ، سفید ، آبی ، قرمز |
این پارامترها نه تنها قابلیت های مهندسی بلکه گزینه های سفارشی سازی را که تولید کنندگان می توانند ارائه دهند ، منعکس می کند. به عنوان مثال ، انتخاب مواد TG FR4 یا Rogers ، مقاومت در برابر گرما و ثبات در محیط های خواستار مانند سیستم های رادار خودرو یا Avionics هوافضا را تضمین می کند. ضخامت مس برای رسیدگی به بارهای جریان بسیار مهم است ، در حالی که کنترل امپدانس مستقیماً بر انتقال سیگنال با فرکانس بالا تأثیر می گذارد.
فرآیند طراحی یک PCB چند لایه شامل چندین مرحله است: ایجاد شماتیک ، برنامه ریزی پشته لایه ، مسیریابی و آزمایش شبیه سازی. مهندسان باید با دقت نیازهای الکتریکی ، حرارتی و مکانیکی را متعادل کنند. برنامه ریزی ضعیف می تواند به متقاطع ، گرمای بیش از حد یا از بین رفتن سیگنال منجر شود ، به همین دلیل طراحی PCB چند لایه هم یک علم و هم یک هنر محسوب می شود.
علاوه بر این ، پیشرفت در فن آوری ساخت PCB-مانند میکروویای حفر لیزر ، روشهای HDI (با چگالی بالا) و اجزای تعبیه شده-تابلوهای چند لایه را به ارتفاعات جدید عملکرد سوق داده اند. این ویژگی ها به PCB های مدرن اجازه می دهد تا از 5G ، IoT ، دستگاه های هوش مصنوعی و تجهیزات تشخیص پزشکی نسل بعدی پشتیبانی کنند.
دلیل انتخاب صنایع به طور فزاینده ای PCB های چند لایه روشن است: آنها عملکرد و قابلیت اطمینان برتر را در مقایسه با گزینه های تک لایه یا دو لایه ارائه می دهند. در اینجا برخی از مهمترین مزایایی که توضیحات گسترده آنها را توضیح می دهد آورده شده است:
یکپارچگی سیگنال بالا: با امپدانس کنترل شده و هواپیماهای مختلف زمینی ، PCB های چند لایه اعوجاج سیگنال را به حداقل می رسانند. این برای برنامه های پر سرعت مانند سرورهای داده و ایستگاه های پایه 5G بسیار مهم است.
طراحی جمع و جور: لایه های انباشت به صورت عمودی نیاز به سطوح بزرگتر تخته را کاهش می دهد و تولید کنندگان را قادر می سازد تا بدون از دست دادن قدرت ، محصولات را کوچکتر و سبک تر کنند.
دوام پیشرفته: PCB های چند لایه با مواد با کیفیت بالا ساخته شده اند که در برابر استرس محیطی مقاومت می کنند ، از جمله نوسانات دما ، لرزش و شوک مکانیکی.
تداخل الکترومغناطیسی کاهش یافته (EMI): استفاده از هواپیماهای زمینی و مسیریابی استراتژیک به محافظت از مدارهای حساس از سر و صدا کمک می کند و از عملکرد مداوم اطمینان می دهد.
همه کاره: از وسایل مصرف کننده گرفته تا ماهواره ها ، PCB های چند لایه با صنایع و برنامه های متنوع سازگار هستند.
به عنوان مثال ، در صنعت خودرو ، سیستم های کمک به راننده پیشرفته PCBS چند لایه (ADAS) ، سرگرمی داخل وسایل نقلیه و سیستم های مدیریت باتری در وسایل نقلیه برقی. در تجهیزات پزشکی ، آنها برای اسکنرهای MRI ، ضربان سازها و سیستم های تصویربرداری ضروری هستند ، جایی که قابلیت اطمینان می تواند به معنای زندگی یا مرگ باشد. در بخش ارتباطات از راه دور ، PCB های چند لایه انتقال داده های فرکانس بالا را در دستگاه های جمع و جور که نیاز به اتصال پایدار دارند ، امکان پذیر می کند.
توانایی PCB های چند لایه برای تعادل در کاهش اندازه ، بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان آنها را به یک انتخاب غیر قابل مذاکره در اکوسیستم مدرن الکترونیک تبدیل می کند.
Q1: تفاوت اصلی بین PCB چند لایه و PCB دو لایه چیست؟
PCB دو لایه فقط دو لایه رسانا دارد که پیچیدگی مسیریابی مدار را محدود می کند. با این حال ، یک PCB چند لایه ، سه یا چند لایه رسانا را جمع می کند و باعث می شود طرح های جمع و جور تر ، یکپارچگی بهتر سیگنال و عملکرد بالاتر. این امر باعث می شود PCB های چند لایه انتخابی را برای برنامه های پر سرعت ، با چگالی بالا و با قابلیت اطمینان بالا انتخاب کنند.
Q2: PCB چند لایه به طور معمول در برنامه های خواستار دوام می آورد؟
طول عمر یک PCB چند لایه به انتخاب مواد ، محیط عملیاتی و کیفیت تولید بستگی دارد. با داشتن TG FR4 بالا یا مواد تخصصی مانند پلی آمید ، PCB چند لایه می تواند 10-20 سال یا بیشتر در کاربردهای صنعتی یا هوافضا دوام بیاورد. مدیریت حرارتی مناسب و اتمام سطح باعث افزایش بیشتر می شود.
با افزایش تقاضا برای الکترونیک پیشرفته ، مشاغل به شرکای PCB احتیاج دارند که می توانند نه تنها محصولات بلکه قابلیت اطمینان طولانی مدت را ارائه دهند.بازیگر زنبا ترکیب فرآیندهای ساختاری پیشرفته با کنترل کیفیت دقیق ، خود را به عنوان یک تولید کننده قابل اعتماد PCB های چند لایه تأسیس کرده است. از نمونه های اولیه دسته کوچک تا تولید در مقیاس بزرگ ، Fanway تضمین می کند که هر هیئت مدیره مطابق با استانداردهای بین المللی برای عملکرد و ایمنی است.
اگر به دنبال PCB های چند لایه با کارایی بالا و با کارایی بالا متناسب با برنامه خاص خود هستید ، اکنون زمان ارتباط با تیم ما است.با ما تماس بگیریدامروز برای یادگیری اینکه چگونه Fanway می تواند از نوآوری بعدی شما با راه حل های PCB در سطح جهانی پشتیبانی کند.
-
