PCB را می توان از ساختار به تخته های یک طرفه-، دو طرفه-و چند لایه- تقسیم کرد.
در میان آنها، یک تخته چند لایه به یک تخته چاپی با بیش از دو لایه اشاره دارد که از سیم های متصل بر روی چندین لایه از بسترهای عایق و پدها برای مونتاژ و لحیم کاری اجزای الکترونیکی تشکیل شده است. نقش PCB با سرعت بالا معمولاً با بردهای چند لایه طراحی شده است.
تخته های چند لایه معمولی معمولاً تخته های 4-لایه یا تخته های 6 لایه هستند و تخته های چند لایه پیچیده می توانند به ده ها لایه برسند.
ویژگی های بردهای چند لایه PCB
بزرگترین تفاوت بین بردهای چند لایه PCB و تخته‌های یک‌طرفه-و دو طرفه-این است که لایه قدرت داخلی (حفظ لایه الکتریکی داخلی) و لایه زمین اضافه می‌شود. شبکه های برق و زمین عمدتاً بر روی لایه قدرت هدایت می شوند. با این حال، سیم‌کشی تخته چند لایه عمدتاً بر اساس لایه بالایی و لایه پایینی است که با لایه سیم‌کشی میانی تکمیل می‌شود.
PCB چند لایه عمدتاً از لایه‌های زیر تشکیل شده است: لایه‌های سیگنال (لایه سیگنال)، سطوح داخلی (منبع تغذیه داخلی)، لایه‌های مکانیکی (لایه مکانیکی)، ماسک‌ها (لایه ماسک لحیم کاری)، صفحه ابریشم (لایه صفحه ابریشم)، و سیستم (لایه کاری سیستم).
PCB چند لایه دارای مزایای بسیاری است، مانند: چگالی مونتاژ بالا، اندازه کوچک. اتصال کوتاه بین قطعات الکترونیکی، سرعت انتقال سیگنال سریع، سیم کشی مناسب. اثر محافظ خوب و غیره.
طراحی برد چند لایه PCB
زمانی که لمینت طراحی می شود، لایه ها باید متقارن نگه داشته شوند و بهتر است از تعداد لایه های مسی زوج استفاده شود. اگر متقارن نباشد، ایجاد اعوجاج آسان است. سیم کشی برد چند لایه طبق عملکرد مدار انجام می شود. هنگام سیم‌کشی لایه بیرونی، سیم‌کشی بیشتری روی سطح جوش و سیم‌کشی کمتری روی سطح قطعه لازم است که برای نگهداری و عیب‌یابی برد چاپی مفید است.
از نظر سیم کشی، لازم است لایه منبع تغذیه، لایه زمین و لایه سیگنال جدا شود تا تداخل بین منبع تغذیه، زمین و سیگنال کاهش یابد. خطوط دو لایه مجاور تخته های چاپی باید تا حد امکان عمود بر یکدیگر باشند یا از خطوط مورب و منحنی پیروی کنند، اما خطوط موازی نباشند تا از جفت شدن بین لایه ها و تداخل بستر کاسته شود.
KBIDM
تایید شکل تخته، اندازه و تعداد لایه ها
شکل و اندازه تخته چاپی باید بر اساس ساختار کلی محصول باشد. از منظر فناوری تولید، باید تا حد امکان ساده باشد، به طور کلی مستطیلی با نسبت ابعادی نه چندان متفاوت، به طوری که مونتاژ را تسهیل کند، کارایی تولید را بهبود بخشد و هزینه های نیروی کار را کاهش دهد.
از نظر تعداد لایه ها باید با توجه به الزامات عملکرد مدار، اندازه برد و چگالی مدار تعیین شود. برای تخته های چاپی چند لایه، تخته های چهار-و تخته های شش-لایه بیشترین استفاده را دارند.
لایه‌های تخته چندلایه باید متقارن و ترجیحاً یک-لایه‌های مسی با شماره، یعنی چهار، شش، هشت و غیره حفظ شوند. به دلیل لمینیت نامتقارن، سطح تخته مستعد تاب خوردگی، به ویژه برای تخته های چند لایه نصب شده روی سطح، که باید به آن توجه کرد.
KBIDM
محل و جهت گیری اجزاء
موقعیت و جهت قرارگیری قطعات ابتدا باید از منظر اصول مدار در نظر گرفته شود و به روند مدار توجه شود. این که آیا قرارگیری معقول باشد یا خیر، مستقیماً بر عملکرد برد چاپی تأثیر می‌گذارد، به‌ویژه برای مدارهای آنالوگ با فرکانس بالا-، بدیهی است که الزامات مکان و قرارگیری اجزا سخت‌تر است.
بنابراین، زمانی که مهندسان شروع به مرتب کردن چیدمان برد چاپی و تصمیم گیری در مورد چیدمان کلی می کنند، باید تجزیه و تحلیل دقیقی از اصل مدار انجام دهند، ابتدا مکان اجزای خاص (مانند- آی سی های در مقیاس بزرگ، بالا) را تعیین کنند. -ترانزیستورهای قدرت، منابع سیگنال، و غیره)، و سپس سایر اجزا را مرتب کنید و سعی کنید از عواملی که ممکن است باعث تداخل شوند اجتناب کنید.
از سوی دیگر، ساختار کلی تابلو چاپی باید در نظر گرفته شود تا از چیدمان ناهموار اجزا و بی نظمی جلوگیری شود. این نه تنها ظاهر برد چاپی را تحت تأثیر قرار می دهد، بلکه باعث ناراحتی زیادی برای کار مونتاژ و نگهداری می شود.
KBIDM
الزامات برای طرح هادی و منطقه سیم کشی
به طور کلی، سیم‌کشی بردهای چاپی چند لایه براساس عملکرد مدار انجام می‌شود. هنگام سیم کشی لایه بیرونی، نیاز به سیم کشی بیشتر روی سطح جوش و سیم کشی کمتری روی سطح قطعه است که برای نگهداری و عیب یابی برد چاپ شده مفید است.
سیم های نازک و متراکم و خطوط سیگنالی که مستعد تداخل هستند معمولاً روی لایه داخلی چیده می شوند. سطح وسیعی از فویل مسی باید به طور مساوی در لایه های داخلی و خارجی توزیع شود که به کاهش تاب برداشتن تخته و به دست آوردن پوشش یکنواخت تری روی سطح در هنگام آبکاری کمک می کند.
به منظور جلوگیری از آسیب به سیم های چاپی و اتصال کوتاه بین لایه ها در حین ماشین کاری، فاصله بین الگوهای رسانا در ناحیه سیم کشی لایه داخلی و خارجی از لبه برد باید بیشتر از 50 میل باشد.
KBIDM
تایید جهت سیم
ردپای تخته چند لایه باید لایه قدرت، لایه زمین و لایه سیگنال را جدا کند تا تداخل بین برق، زمین و سیگنال کاهش یابد.
خطوط دو لایه مجاور تخته های چاپی باید تا حد امکان عمود بر یکدیگر باشند یا از خطوط مورب و منحنی پیروی کنند، اما خطوط موازی نباشند تا از جفت شدن بین لایه ها و تداخل بستر کاسته شود. و سیم باید تا حد امکان کوتاه باشد، به خصوص برای مدارهای سیگنال کوچک، هر چه سیم کوتاهتر باشد، مقاومت کمتر و تداخل کمتری خواهد داشت.
KBIDM
الزامات فاصله ایمنی
تنظیم فاصله ایمنی باید الزامات ایمنی الکتریکی را برآورده کند. به طور کلی، حداقل فاصله هادی های بیرونی نباید کمتر از 4 میل و حداقل فاصله هادی های داخلی کمتر از 4 میل نباشد.
در صورتی که بتوان سیم کشی را مرتب کرد، فاصله باید تا حد امکان بزرگ باشد تا بازده برد بهبود یابد و خطر پنهان خرابی تخته تمام شده کاهش یابد.
KBIDM
الزامات برای بهبود توانایی ضد تداخل-کل برد
در طراحی تابلوهای چاپی چندلایه، باید به توانایی ضد تداخل کل برد نیز توجه شود. در زیر برخی از روش های عملی وجود دارد:
خازن های فیلتر را نزدیک منبع تغذیه و زمین هر آی سی اضافه کنید و ظرفیت آن به طور کلی 473 یا 104 است.
برای سیگنال های حساس روی برد چاپی، سیم های محافظ همراه باید جداگانه اضافه شوند و سیم کشی باید تا حد امکان نزدیک منبع سیگنال باشد.
یک نقطه زمین مناسب انتخاب کنید.