مقدمة
في عالم تصميم الإلكترونيات، يصبح تخطيط مجموعات لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات (PCB) أحد العوامل الرئيسية في تحسين أداء المنتج. ونظرًا لبنيتها المعقدة، فإنها تشكل العمود الفقري للإلكترونيات الحديثة. ويكمن جوهر هذا الهيكل في قدرتها على تعزيز الأداء الكهربائي لنقل الإشارة بشكل كبير. ويتم تحقيق ذلك عن طريق تخفيف المشكلات المحتملة مثل الإشعاع الكهرومغناطيسي، والحديث المتبادل، والقابلية للضوضاء الخارجية. يمكن أن تتسبب هذه العوائق في التشغيل المتقطع، وفشل التوقيت، والاضطرابات التي تؤدي إلى انخفاض أداء المنتج وموثوقيته .
مزايا ثنائي الفينيل متعدد الكلور متعدد الطبقات
تتناقض مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور متعددة الطبقات ذات المستويات النحاسية مع اللوحات الأساسية المكونة من طبقتين. إن القدرة على توجيه الإشارات في تكوين شريطي صغير أو شريطي مع مقاومة يمكن التحكم فيها تقلل الإشعاع بشكل كبير. هذا الاقتران المحكم بالمستوى، سواء كان أرضيًا أو طاقة، يقلل أيضًا من التداخل ويعزز الإشارة ومن الجدير بالذكر أن اللوحة المكونة من أربع طبقات قد تصدر إشعاعًا أقل بمقدار 15 ديسيبل من اللوحة المكونة من طبقتين.
هناك عدة عوامل يجب مراعاتها عند اختيار مكدس متعدد الطبقات:
مجاورة طبقة الإشارة: التأكد من أن طبقات الإشارة مجاورة دائمًا للمستويات يحد من عدد طبقات الإشارة المضمنة بين المستويات.
- الاقتران واستخدام المستوى: يجب أن تحافظ طبقات الإشارة على اقتران محكم بالمستويات المجاورة، حيث تلعب مستويات الطاقة والأرض دورًا مهمًا في مسار عودة الإشارة.
- مسار عودة الإشارة: يعد مسار عودة الإشارة (عادةً المستوى الأقرب) أمرًا بالغ الأهمية لإشارات وقت الارتفاع السريع بسبب محاثتها المنخفضة.
- اعتبارات التكلفة: بالطبع، تظل التكلفة عاملاً حاسماً في اعتبارات التصميم.
تأثير قناع اللحام على المعاوقة
يؤثر تطبيق قناع اللحام على PCB على مستوى المعاوقة. عادةً، يمكن أن يقلل قناع اللحام من المعاوقة على الآثار الرقيقة بمقدار 2 إلى 3 أوم، وهو عامل يصبح أقل وضوحًا مع زيادة سمك الأثر.
المواد العازلة
FR4 هي المادة العازلة الأكثر استخدامًا وهي متوفرة في كل من الأشكال الأساسية وشكل ما قبل التقوية.يتكون القلب من راتنجات إيبوكسي رفيعة من الألياف الزجاجية مع رقائق نحاس على كلا الجانبين، بينما تتكون مادة التقوية المسبقة من صفائح من الألياف الزجاجية مشربة براتنج إيبوكسي غير معالج.
تكوين التراص
تمثل “طريقة الرقائق” و”طريقة الغطاء” تكوينات التراص الشائعة. تتضمن الطريقة الأولى ربط رقائق النحاس بالطبقة الخارجية من التقوية المسبقة، بينما تستخدم الثانية الطريقة المعاكسة.
تحديد عدد الطبقات والمقاومة
يتم تحديد عدد الطبقات حسب مدى تعقيد التصميم ويتأثر بعوامل مثل متطلبات اختراق BGA، ومتطلبات الطاقة، وكثافة المكونات، ونوع الحزمة. وكان معدل إكمال المسار الأولي دون تعديلات 85%، وهو بمثابة اختبار حقيقي لمدى كفاية المكدس المختار.
تعتمد الخصائص وحسابات المعاوقة التفاضلية على قواعد التصميم المعمول بها ومواصفات ورقة بيانات المكونات، ويتراوح نطاق المعاوقة النموذجي بين 50 و60 أوم.
خاتمة
إن التخطيط لتركيب لوحة PCB متعددة الطبقات هو عملية دقيقة تتطلب اهتمامًا دقيقًا بالتفاصيل. إن عملية رمي الكرة المنفذة جيدًا لا تعزز الأداء الكهربائي للمنتج فحسب، بل تمهد الطريق أيضًا لعملية تصنيع فعالة. ومع استمرار تقدم التكنولوجيا، تتزايد أهمية لا يمكن المبالغة في إتقان هذا الجانب من تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لأنه يقع في قلب الإلكترونيات الحديثة.
