Tänapäeval nõuab elektroonikatoodete üha kompaktsem trend mitmekihiliste trükkplaatide kolmemõõtmelist disaini. Kihtide virnastamine tõstatab aga selle disainiperspektiiviga seotud uusi probleeme. Üks probleeme on projekti jaoks kvaliteetse kihilise ehituse saamine.
Kuna toodetakse üha keerukamaid mitmest kihist koosnevaid trükkskeeme, on PCB-de virnastamine muutunud eriti oluliseks.
PCB-ahelate ja nendega seotud ahelate kiirguse vähendamiseks on oluline hea PCB-virna disain. Vastupidi, halb kogunemine võib oluliselt suurendada kiirgust, mis on ohutuse seisukohalt kahjulik.
Mis on PCB virnastamine?
Enne lõpliku paigutuse kujunduse valmimist kihistab PCB-kiht trükkplaadi isolaatori ja vase. Tõhusa virnastamise väljatöötamine on keeruline protsess. PCB ühendab füüsiliste seadmete vahel toite ja signaale ning trükkplaadi materjalide õige kihilisus mõjutab otseselt selle funktsiooni.
Miks on vaja PCB-d lamineerida?
PCB virnastuse arendamine on tõhusate trükkplaatide kujundamiseks hädavajalik. PCB virnastamisel on palju eeliseid, kuna mitmekihiline struktuur võib parandada energia jaotust, vältida elektromagnetilisi häireid, piirata risthäireid ja toetada kiiret signaaliedastust.
Kuigi virnastamise põhieesmärk on paigutada mitu elektroonilist vooluringi ühele plaadile läbi mitme kihi, annab PCB-de virnastatud struktuur ka muid olulisi eeliseid. Need meetmed hõlmavad trükkplaatide haavatavuse vähendamist välismüra suhtes ning läbirääkimis- ja impedantsiprobleemide vähendamist kiiretes süsteemides.
Hea PCB virnastamine võib samuti aidata tagada madalamad tootmiskulud. Maksimeerides tõhusust ja parandades kogu projekti elektromagnetilist ühilduvust, võib PCB virnastamine tõhusalt säästa aega ja raha.
Ettevaatusabinõud ja reeglid PCB laminaadi projekteerimiseks
● Kihtide arv
Lihtne virnastamine võib hõlmata neljakihilisi PCB-sid, samas kui keerukamad plaadid nõuavad professionaalset järjestikust lamineerimist. Kuigi see on keerulisem, võimaldab suurem kihtide arv disaineritel rohkem paigutusruumi, ilma et see suurendaks võimatute lahenduste leidmise ohtu.
Üldiselt on funktsionaalsuse maksimeerimiseks parima kihi paigutuse ja vahekauguse saavutamiseks vaja kaheksat või enamat kihti. Kvaliteettasandite ja jõutasandite kasutamine mitmekihilistel plaatidel võib samuti vähendada kiirgust.
● Kihtide paigutus
Ahela moodustava vasekihi ja isolatsioonikihi paigutus moodustab PCB kattumise operatsiooni. PCB kõverdumise vältimiseks on vaja kihtide paigutamisel muuta plaadi ristlõige sümmeetriliseks ja tasakaalustatud. Näiteks kaheksakihilisel plaadil peaks teise ja seitsmenda kihi paksus olema parima tasakaalu saavutamiseks sarnane.
Signaalikiht peaks alati olema tasapinnaga külgnev, samas kui toitetasand ja kvaliteeditasand on omavahel rangelt ühendatud. Parim on kasutada mitut maandustasandit, kuna need vähendavad üldiselt kiirgust ja madalamat maandustakistust.
● Kihi materjali tüüp
Iga substraadi termilised, mehaanilised ja elektrilised omadused ning nende koostoime on PCB laminaatmaterjalide valikul kriitilise tähtsusega.
Trükkplaat koosneb tavaliselt tugevast klaaskiust substraadi südamikust, mis tagab PCB paksuse ja jäikuse. Mõned painduvad PCB-d võivad olla valmistatud elastsest kõrge temperatuuriga plastist.
Pinnakihiks on plaadile kinnitatud vaskfooliumist õhuke foolium. Vask eksisteerib kahepoolse PCB mõlemal küljel ja vase paksus varieerub vastavalt PCB virna kihtide arvule.
Katke vaskfooliumi ülaosa jootemaskiga, et vase jäljed puutuksid kokku teiste metallidega. See materjal on hädavajalik, et aidata kasutajatel vältida hüppaja juhtmete õiget asukohta jootmist.
Jootemaskile kantakse siiditrükikiht, et lisada sümboleid, numbreid ja tähti, et hõlbustada kokkupanekut ja võimaldada inimestel trükkplaati paremini mõista.
● Määrake juhtmestik ja läbivad augud
Disainerid peaksid suunama kiired signaalid keskmisele kihile kihtide vahel. See võimaldab alusplaadil pakkuda varjestust, mis sisaldab suurel kiirusel rajalt eralduvat kiirgust.
Signaalitaseme paigutus tasapinna lähedale võimaldab tagasivoolul voolata külgneval tasapinnal, vähendades seeläbi tagasivoolu induktiivsust. Kõrval asuvate toite- ja maatasapindade vahel ei ole piisavalt mahtu, et standardseid ehitustehnikaid kasutades saaks lahtisidumist alla 500 MHz.
● Kihtide vaheline kaugus
Vähendatud mahtuvuse tõttu on signaali ja voolu tagastustasandi vaheline tihe side kriitiline. Toite- ja maatasapinnad peaksid samuti olema omavahel tihedalt ühendatud.
Signaalikihid peaksid alati olema üksteise lähedal, isegi kui need asuvad külgnevatel tasapindadel. Tihe sidumine ja kihtidevaheline vahemaa on katkematute signaalide ja üldise funktsionaalsuse jaoks hädavajalik.
kokkuvõtteks
PCB virnastamistehnoloogias on palju erinevaid mitmekihilisi PCB-plaatide kujundusi. Kui kaasatud on mitu kihti, tuleb kombineerida kolmemõõtmeline lähenemine, mis arvestab sisemist struktuuri ja pinna paigutust. Kaasaegsete vooluahelate suure töökiiruse korral tuleb jaotusvõime parandamiseks ja häirete piiramiseks teha PCB-de hoolikas ülesehitus. Halvasti kavandatud PCB võib vähendada signaali edastamist, valmistatavust, jõuülekannet ja pikaajalist töökindlust.