1. Šta je višeslojni PCB?
Kako bi se zadovoljila ograničenja prostora i težine moderne elektronske opreme, potrebno je koristiti višeslojne PCB-e, koje se, kao što ime kaže, sastoje od više slojeva materijala laminiranog zajedno kako bi se formirala jedna ploča. Višeslojni PCB-i se proizvode korišćenjem uslova visokog pritiska i temperature kako bi se omogućilo da se slojevi čvrsto povežu jedan za drugi i da se izbegnu mjehurići vazduha unutar ploče.
Upotreba i prednosti višeslojnih PCB-a
Kako moderna elektronika postaje sve manja i složenija u funkciji, višeslojni PCB-i nude mnoge jasne prednosti u odnosu na jednoslojne PCB-e, posebno u sljedećim aplikacijama:
Skladištenje podataka, satelitski sistemi, mobilne komunikacije, prijenos signala, industrijska kontrola, svemirska oprema, nuklearni detektorski sistemi
Prednosti korištenja višeslojnih PCB-a u ovim aplikacijama uključuju:
1. Višeslojne PCB-e podnose više kola od jednostranih ili dvostranih PCB-a, pod uslovom da je površina ploče ista. Visoka gustina montaže višeslojnih PCB-a čini ih pogodnim za aplikacije velikog kapaciteta i velike brzine u složenim sistemima. 2.
2. Mala veličina i mala težina višeslojnih PCB-a čine ih idealnim za opremu sa ograničenim prostorom i težinom.
3. Višeslojni PCB-i su vrlo pouzdani. 4.
4. Višeslojni PCB-i su fleksibilni i mogu se koristiti u strukturama kola koje zahtijevaju savijanje.
5. Višeslojni PCB mogu izdržati visoke temperature i pritiske i mogu se koristiti u opremi gdje su karakteristike izdržljivosti kola važne.
6. Kontrolisano usmeravanje impedanse je jednostavno u višeslojnim štampanim pločama.
7. Slojevi napajanja i uzemljenja u višeslojnim PCB-ima pomažu u postizanju EMI zaštite. 2.
2. Toplotni napon u višeslojnim PCB-ima
Prilikom izrade višeslojnih PCB-a, poluočvrsli listovi i slojevi materijala jezgre se slažu zajedno. Provodnici su inkapsulirani u smolni materijal, a slojevi su međusobno spojeni ljepilom. Svi materijali uključeni u višeslojnu PCB imaju različite stope termičkog širenja i kontrakcije, poznate kao koeficijent termičkog širenja (CTE). razlika u CTE-u i povećanje temperature rezultiraju temperaturnim poljem i poljem termičkog naprezanja u višeslojnom PCB-u. Visoka termička naprezanja mogu uzrokovati deformaciju PCB-a i dovesti do ozbiljnih problema u radu kola, pouzdanosti i vijeku trajanja.
3. Značaj analize termičkog naprezanja višeslojnih PCB-a
Analiza termičkog naprezanja je spregnuta analiza temperature i polja naprezanja na višeslojnoj PCB-u koja koristi analizu termičkog naprezanja za analizu efekata cikliranja visoke i niske temperature na komponente i rad kola. Fizički izgled višeslojnog PCB-a se zatim modifikuje na osnovu rezultata analize termičkog naprezanja, što pomaže u smanjenju temperaturnih i termičkih polja naprezanja višeslojne PCB-a.
Analiza termičkog stresa je korisna na više načina, uključujući
1. postavljanje uređaja prema temperaturnom naprezanju i smicanju na lemne spojeve višeslojne PCB-a.
2. predviđanje mogućnosti raslojavanja i mikro-pukotina u višeslojnim PCB-ima. 3.
3. predviđanje da li će doći do deformacije u višeslojnim PCB-ima.
Prilikom projektovanja optimizovanih višeslojnih PCB-a, rezultati analize termičkog naprezanja su veoma korisni za efikasno smanjenje temperature i ekstrema naprezanja u višeslojnim PCB-ima, kao i za poboljšanje termičke pouzdanosti, fizičke robusnosti ploče i životnog veka višeslojnih PCB-a.
