יש הרבה רבדים שונים בעיצוב וייצור של המעגל המודפס. רבדים אלו עשויים להיות פחות מוכרים ולעיתים אף לגרום לבלבול, גם לאנשים שעובדים איתם לעיתים קרובות. ישנן שכבות פיזיות לחיבורי מעגלים בלוח המעגלים, ולאחר מכן יש שכבות לתכנון שכבות אלו בכלי PCB CAD. בואו נסתכל על המשמעות של כל זה ונסביר את שכבות ה-PCB.

תיאור שכבת PCB במעגלים מודפסים

כמו החטיף למעלה, המעגל המודפס מורכב משכבות מרובות. אפילו לוח חד צדדי (חד שכבתי) פשוט מורכב משכבת ​​מתכת מוליכה ושכבת בסיס המורכבות יחד. ככל שהמורכבות של ה-PCB תגדל, גם מספר השכבות בתוכו יגדל.

ל-PCB רב שכבתי תהיה שכבת ליבה אחת או יותר העשויה מחומרים דיאלקטריים. חומר זה עשוי לרוב מבד פיברגלס ודבק שרף אפוקסי, ומשמש כשכבת בידוד בין שתי שכבות מתכת בצמוד אליו. בהתאם למספר השכבות הפיזיות שהלוח דורש, יהיו יותר שכבות של מתכת וחומר ליבה. בין כל שכבת מתכת תהיה שכבה של סיבי זכוכית סיבי זכוכית, ספוג מראש בשרף הנקרא “פרפרג”. Prepregs הם בעצם חומרי ליבה לא מעובדים, וכאשר הם מונחים תחת לחץ החימום של תהליך הלמינציה, הם נמסים ומחברים את השכבות יחד. הפרפרג ישמש גם כמבודד בין שכבות המתכת.

שכבת המתכת על ה-PCB הרב-שכבתי תוביל את האות החשמלי של המעגל נקודה אחר נקודה. עבור אותות קונבנציונאלי, השתמש עקבות מתכת דקים יותר, בעוד עבור רשתות חשמל וקרקע, השתמש עקבות רחב יותר. לוחות רב שכבתיים משתמשים בדרך כלל בשכבה שלמה של מתכת כדי ליצור מישור כוח או הארקה. זה מאפשר לכל החלקים להיכנס בקלות למטוס המטוס דרך חורים קטנים מלאים בהלחמה, ללא צורך בחיווט חשמל והארקה לאורך התכנון. זה גם תורם לביצועים החשמליים של העיצוב על ידי מתן מיגון אלקטרומגנטי ונתיב חזרה מוצק טוב לעקבות אותות

שכבות מעגלים מודפסים בכלי עיצוב PCB

על מנת ליצור את השכבות על המעגל הפיזי, נדרש קובץ תמונה של תבנית עקבות המתכת שבה היצרן יכול להשתמש כדי לבנות את המעגל. על מנת ליצור את התמונות הללו, לכלי CAD עיצוב PCB יש קבוצה משלהם של שכבות מעגלים עבור מהנדסים לשימוש בעת תכנון מעגלים. לאחר השלמת התכנון, שכבות CAD שונות אלו ייצאו ליצרן באמצעות סט של קבצי פלט של ייצור והרכבה.

כל שכבת מתכת בלוח המעגל מיוצגת על ידי שכבה אחת או יותר בכלי עיצוב ה-PCB. בדרך כלל, השכבות הדיאלקטריות (הליבה והפרפרג) אינן מיוצגות על ידי שכבות CAD, אם כי זה ישתנה בהתאם לטכנולוגיית המעגלים המתוכננים, אותה נזכיר בהמשך. עם זאת, עבור רוב עיצובי ה-PCB, השכבה הדיאלקטרית מיוצגת רק על ידי התכונות בכלי העיצוב, על מנת לשקול את החומר והרוחב. תכונות אלו חשובות עבור המחשבונים והסימולטורים השונים שבהם ישתמש כלי העיצוב כדי לקבוע את הערכים הנכונים של עקבות ורווחים מתכתיים.

בנוסף לקבל שכבה נפרדת לכל שכבת מתכת של המעגל בכלי עיצוב ה-PCB, יהיו גם שכבות CAD המוקדשות למסיכת הלחמה, הדבקת הלחמה וסימני הדפסת מסך. לאחר הלמינציה של המעגלים יחד, מורחים על המעגלים מסכות, משחות וחומרי הדפסת מסך, כך שהם אינם השכבות הפיזיות של המעגלים בפועל. עם זאת, כדי לספק ליצרני PCB את המידע הדרוש ליישום חומרים אלה, הם צריכים גם ליצור קבצי תמונה משלהם משכבת ​​PCB CAD. לבסוף, לכלי עיצוב PCB יהיו גם שכבות רבות אחרות מובנות כדי לקבל מידע אחר הדרוש למטרות עיצוב או תיעוד. זה עשוי לכלול חפצי מתכת אחרים על הלוח או עליו, מספרי חלקים וקווי מתאר של רכיבים.

מעבר לשכבת ה-PCB הסטנדרטית

בנוסף לתכנון מעגלים מודפסים חד-שכבתיים או רב-שכבתיים, נעשה שימוש בכלי CAD גם בטכניקות אחרות של עיצוב PCB כיום. עיצובים גמישים גמישים ונוקשים יהיו מובנים בתוכם שכבות גמישות, ושכבות אלו נדרשות להיות מיוצגות בכלי CAD לתכנון PCB. לא רק צריך להציג את השכבות הללו בכלי לצורך תפעול, אלא צריך גם סביבת עבודה תלת מימדית מתקדמת בכלי. זה יאפשר למעצבים לראות כיצד העיצוב הגמיש מתקפל ומתפרש ואת מידת וזווית הכיפוף בעת השימוש.

טכנולוגיה נוספת הדורשת שכבות CAD נוספות היא טכנולוגיה אלקטרונית להדפסה או היברידית. עיצובים אלה מיוצרים על ידי הוספת או “הדפסה” של חומרים מתכת ודיאלקטריים על גבי המצע במקום שימוש בתהליך תחריט חיסור כמו ב-PCB סטנדרטיים. על מנת להתאים את עצמם למצב זה, כלי עיצוב PCB צריכים להיות מסוגלים להציג ולעצב את השכבות הדיאלקטריות הללו בנוסף לשכבות המתכת, המסכה, הדבק והדפסת המסך הסטנדרטיות.