لایه های مختلفی در طراحی و ساخت وجود دارد تخته مدار چاپی. این لایه ها ممکن است کمتر آشنا باشند و حتی گاهی اوقات حتی برای افرادی که اغلب با آنها کار می کنند باعث سردرگمی شوند. لایه های فیزیکی برای اتصالات مدار بر روی برد مدار وجود دارد و سپس لایه هایی برای طراحی این لایه ها در ابزار PCB CAD وجود دارد. بیایید نگاهی به معنی همه اینها بیاندازیم و لایه های PCB را توضیح دهیم.

شرح لایه PCB در برد مدار چاپی

مانند اسنک بالا، برد مدار چاپی از چندین لایه تشکیل شده است. حتی یک تخته ساده یک طرفه (یک لایه) از یک لایه فلزی رسانا و یک لایه پایه تشکیل شده است که با هم ترکیب شده اند. با افزایش پیچیدگی PCB، تعداد لایه های داخل آن نیز افزایش می یابد.

یک PCB چند لایه دارای یک یا چند لایه هسته ساخته شده از مواد دی الکتریک است. این ماده معمولاً از پارچه فایبرگلاس و چسب رزین اپوکسی ساخته می شود و به عنوان یک لایه عایق بین دو لایه فلزی بلافاصله در مجاورت آن استفاده می شود. بسته به اینکه تخته به چند لایه فیزیکی نیاز دارد، لایه های بیشتری از فلز و مواد هسته وجود خواهد داشت. بین هر لایه فلزی یک لایه الیاف شیشه فیبر شیشه ای وجود دارد که از قبل با رزینی به نام “prepreg” آغشته شده است. پیش آغشته ها اساساً مواد هسته ای پخته نشده هستند و هنگامی که تحت فشار حرارت فرآیند لمینیت قرار می گیرند، ذوب شده و لایه ها را به هم متصل می کنند. پیش آغشته به عنوان عایق بین لایه های فلزی نیز استفاده خواهد شد.

لایه فلزی روی PCB چند لایه سیگنال الکتریکی مدار را نقطه به نقطه هدایت می کند. برای سیگنال‌های معمولی، از ردهای فلزی نازک‌تر استفاده کنید، در حالی که برای شبکه‌های برق و زمین، از ردهای گسترده‌تر استفاده کنید. تخته های چند لایه معمولاً از یک لایه کامل فلز برای تشکیل یک صفحه قدرت یا زمین استفاده می کنند. این اجازه می دهد تا همه قسمت ها به راحتی از طریق سوراخ های کوچک پر از لحیم وارد هواپیما شوند، بدون نیاز به سیم کشی و اتصال هواپیماها به زمین در سراسر طراحی. همچنین با ارائه محافظ الکترومغناطیسی و یک مسیر بازگشت جامد خوب برای ردیابی سیگنال، به عملکرد الکتریکی طرح کمک می کند.

لایه های برد مدار چاپی در ابزار طراحی PCB

برای ایجاد لایه ها بر روی برد مدار فیزیکی، یک فایل تصویری از الگوی ردیابی فلزی که سازنده می تواند برای ساخت برد مدار استفاده کند، مورد نیاز است. به منظور ایجاد این تصاویر، ابزارهای CAD طراحی PCB مجموعه ای از لایه های برد مدار مخصوص به خود را دارند تا مهندسان در هنگام طراحی برد مدار از آنها استفاده کنند. پس از تکمیل طراحی، این لایه‌های مختلف CAD از طریق مجموعه‌ای از فایل‌های خروجی ساخت و مونتاژ به سازنده صادر می‌شوند.

هر لایه فلزی روی برد مدار با یک یا چند لایه در ابزار طراحی PCB نشان داده می شود. به طور معمول، لایه‌های دی الکتریک (هسته و پیش آغشته) با لایه‌های CAD نشان داده نمی‌شوند، اگرچه بسته به فناوری برد مداری که قرار است طراحی شود، که بعداً به آن اشاره خواهیم کرد، این تغییر خواهد کرد. با این حال، برای اکثر طرح‌های PCB، لایه دی الکتریک تنها با ویژگی‌های موجود در ابزار طراحی نشان داده می‌شود تا مواد و عرض در نظر گرفته شود. این ویژگی‌ها برای ماشین‌حساب‌ها و شبیه‌سازهای مختلفی که ابزار طراحی برای تعیین مقادیر صحیح آثار و فضاهای فلزی استفاده می‌کند، مهم هستند.

علاوه بر دریافت یک لایه جداگانه برای هر لایه فلزی از برد مدار در ابزار طراحی PCB، لایه‌های CAD نیز به ماسک لحیم کاری، خمیر لحیم کاری و علائم چاپ روی صفحه اختصاص داده شده است. بعد از اینکه بردهای مدار با هم لمینت شدند، ماسک ها، خمیرها و عوامل چاپ صفحه روی برد مدارها اعمال می شوند، بنابراین آنها لایه های فیزیکی بردهای مدار واقعی نیستند. با این حال، برای ارائه اطلاعات مورد نیاز به تولیدکنندگان PCB برای اعمال این مواد، آنها همچنین باید فایل های تصویری خود را از لایه PCB CAD ایجاد کنند. در نهایت، ابزار طراحی PCB همچنین دارای بسیاری از لایه های دیگر برای به دست آوردن سایر اطلاعات مورد نیاز برای اهداف طراحی یا مستندسازی خواهد بود. این ممکن است شامل سایر اشیاء فلزی روی یا روی برد، شماره قطعات و خطوط اصلی اجزا باشد.

فراتر از لایه PCB استاندارد

امروزه علاوه بر طراحی بردهای مدار چاپی تک لایه یا چند لایه، از ابزارهای CAD در سایر تکنیک های طراحی PCB نیز استفاده می شود. طرح‌های انعطاف‌پذیر و سفت و سخت دارای لایه‌های انعطاف‌پذیر هستند و این لایه‌ها باید در ابزارهای CAD طراحی PCB نشان داده شوند. نه تنها نیاز به نمایش این لایه‌ها در ابزار برای عملکرد، بلکه به یک محیط کار پیشرفته سه بعدی در ابزار نیز نیاز است. این به طراحان این امکان را می‌دهد تا ببینند که طرح انعطاف‌پذیر چگونه تا می‌شود و باز می‌شود و درجه و زاویه خمش در هنگام استفاده.

فناوری دیگری که به لایه‌های CAD اضافی نیاز دارد، فناوری الکترونیکی قابل چاپ یا ترکیبی است. این طرح‌ها با افزودن یا «چاپ» مواد فلزی و دی‌الکتریک بر روی بستر به‌جای استفاده از فرآیند اچ کردن کاهشی مانند PCB‌های استاندارد تولید می‌شوند. برای تطبیق با این وضعیت، ابزارهای طراحی PCB باید بتوانند علاوه بر لایه های استاندارد فلز، ماسک، خمیر و چاپ صفحه، این لایه های دی الکتریک را نیز نمایش و طراحی کنند.