1. Što je višeslojni PCB?
Kako bi se zadovoljila ograničenja prostora i težine moderne elektroničke opreme, potrebno je koristiti višeslojne PCB-ove, koji se, kao što ime sugerira, sastoje od više slojeva materijala koji su laminirani zajedno da tvore jednu tiskanu ploču. Višeslojni PCB-i proizvode se korištenjem uvjeta visokog tlaka i temperature kako bi se omogućilo međusobno čvrsto spajanje slojeva i kako bi se izbjegli mjehurići zraka unutar ploče.
Upotreba i prednosti višeslojnih PCB-a
Kako moderna elektronika postaje sve manja i složenija u funkciji, višeslojni PCB-ovi nude mnoge različite prednosti u odnosu na jednoslojne PCB-ove, osobito u sljedećim primjenama:
Pohrana podataka, satelitski sustavi, mobilne komunikacije, prijenos signala, industrijska kontrola, svemirska oprema, sustavi nuklearne detekcije
Prednosti korištenja višeslojnih PCB-a u ovim aplikacijama uključuju:
1. višeslojni PCB-ovi rade s više krugova nego jednostrani ili dvostrani PCB-ovi, pod uvjetom da je površina ploče ista. Visoka gustoća sklapanja višeslojnih PCB-a čini ih prikladnima za aplikacije velikog kapaciteta i velike brzine u složenim sustavima. 2.
2. Mala veličina i mala težina višeslojnih PCB-a čine ih idealnim za opremu s ograničenjima prostora i težine.
3. Višeslojni PCB-ovi su vrlo pouzdani. 4.
4. Višeslojni PCB-ovi su fleksibilni i mogu se koristiti u strujnim krugovima koji zahtijevaju savijanje.
5. Višeslojni PCB-ovi mogu izdržati visoke temperature i pritiske i mogu se koristiti u opremi gdje su karakteristike trajnosti kruga važne.
6. Usmjeravanje kontrolirane impedancije jednostavno je u višeslojnim tiskanim pločama.
7. Slojevi napajanja i uzemljenja u višeslojnim PCB pločama pomažu u postizanju EMI zaštite. 2.
2. Toplinsko naprezanje u višeslojnim PCB-ima
Prilikom izrade višeslojnih PCB-a, polustvrdnuti limovi i slojevi materijala jezgre slažu se zajedno. Vodiči su inkapsulirani u smolasti materijal, a slojevi su međusobno spojeni ljepilima. Svi materijali uključeni u višeslojni PCB imaju različite stope toplinskog širenja i skupljanja, poznate kao koeficijent toplinskog širenja (CTE). razlika u CTE i povećanje temperature rezultiraju temperaturnim poljem i poljem toplinskog naprezanja u višeslojnom PCB-u. Visoka toplinska naprezanja mogu uzrokovati deformaciju PCB-a i dovesti do ozbiljnih problema u radu kruga, pouzdanosti i vijeku trajanja.
3. Važnost analize toplinskog naprezanja višeslojnih PCB-a
Analiza toplinskog naprezanja spojena je analiza temperature i polja naprezanja na višeslojnoj tiskanoj ploči koja koristi analizu toplinskog naprezanja za analizu učinaka cikliranja visokih i niskih temperatura na komponente i rad kruga. Fizički izgled višeslojnog PCB-a zatim se modificira na temelju rezultata analize toplinskog naprezanja, što pomaže u smanjenju temperature i polja toplinskog naprezanja višeslojnog PCB-a.
Analiza toplinskog naprezanja korisna je na više načina, uključujući
1. postavljanje uređaja prema temperaturnom naprezanju i smicanju na lemljenim spojevima višeslojne tiskane ploče.
2. predviđanje mogućnosti raslojavanja i mikropukotina u višeslojnim PCB-ima. 3.
3. predviđanje hoće li doći do deformacije u višeslojnim PCB-ima.
Prilikom projektiranja optimiziranih višeslojnih PCB-a, rezultati analize toplinskog naprezanja vrlo su korisni za učinkovito smanjenje ekstremnih temperatura i naprezanja u višeslojnim PCB-ima te također za poboljšanje toplinske pouzdanosti, fizičke robusnosti ploče i životnog vijeka višeslojnih PCB-a.
