سلام خدمت همه شما مایکروالکامی ها. در مطلب قبلی از نکات طراحی PCB به پد های Castellated در طراحی PCB با آلتیوم دیزاینر پرداخته شد. در این مطلب به آبکاری (متالیزه کردن) لبه های PCB یا PCB Edge Plating پرداخته خواهد شد. پس با من تا انتهای مطلب همراه باشید. همچنین شما میتونید سایر مطالب من رو از این لینک مطالعه و بررسی کنید.
مقدمه
فرآیند آبکاری (متالیزه کردن) لبه ها در PCB یا PCB Edge Plating یک فرآیند استاندارد است. با این حال نیازمند تجهیزات مخصوص و تکنسین های خبره در انجام و مدیریت آن خواهد بود. چنانچه تکنسین خط تولید از اصول و قواعد آن پیروی نکند، باعث بروز خطا و خصاراتی خواهد شد. صنایع متعددی نیازمند PCB با آبکاری لبه (Edge Plated) هستند. خصوصا در کاربرد هایی که نیازمند به پشتیبانی و عملکرد بهتری اند. برخی از کاربرد های متالیزه کردن لبه های برد PCB شامل موارد زیر می‌باشد.
- بهبود قابلیت هدایت و انتقال جریان برای عملکرد بهتر EMC همانند PCB های فرکانس بالا
- اتصالات لبه و حفاظت یا استفاده از متالیزه شدن جهت دمپ حرارتی
- لحیم کاری و مونتاژ لبه جهت استحکام و بهبود نصب
- بهبود اتصال برای برد هایی که در کاربرد هایی که تکان خوردن زیاد دارد
آبکاری (متالیزه کردن) لبه یا PCB Edge Plating
آبکاری لبه های PCB به متالیزه کردن دو طرف PCB در طول آن گفته می‌شود که می‌توان آن را روی یک یا چند لبه برد انجام داد. استفاده از این روش باعث افزایش استحکام خواهد شد. از همین رو متوجه خواهیم شد که PCB ها با این روش با دوام تر خواهند بود.
با روش بررسی شده در این مطلب تحت عنوان آبکاری یا متالیزه کردن لبه های برد الکترونیکی (PCB) می‌توان باعث ارتقا کیفیت و عملکرد برد شد. اغلب از این روش برای ارتقا EMI و محافظت در برد های فرکانس بالا استفاده می‌شود. مواد آبکاری فقط مس نبوده و انوع دیگری مانند قلغ، نقره، طلا و نیکل نیز استفاده می‌شود. آبکاری لبه PCB نیز خود به 3 نوع تحت عناوین زیر تقسیم می‌شود.
- آبکاری لبه Regular
- آبکاری لبه Wrapping
- آبکاری لبه Tooth
فرآیند آبکاری یا متالیزه کردن لبه (PCB Edge Plating)
این فرآیند مستلزم دقت در امر تولید آن است. از همین رو برای انجام آن نیازمند تجهیزات مناسب و مهارت لازم خواهد بود. قبل از متالیزه کردن لبه های PCB باید اقدامات اولیه انجام شود. فرآیند لحیم کاری برای متالیزه کردن لبه ها باید کنترل شود تا از آسیب به اتصالات داخلی برد جلوگیری به عمل آورد.
کاربرد های PCB Edge Plating
کاربرد های این روش در صنایع مختلف قابل مشاهده است. بعنوان مثال می‌توان از کاربرد هایی نظیر موارد زیر یاد کرد.
- انتقال بهتر جریان الکتریکی
- برقرای ارتباط در لبه های برد
- محافظت در مقابل جابجایی و تکان خوردن زیاد
- لحیم کاری در لبه های PCB جهت بهبود ساختار اتصال و PCB
- در کاربرد هایی که بعنوان PCB های ثانویه جهت اتصال به برد اصلی استفاده می‌شود
آیا لایه های Power داخلی به آبکاری لبه متصل می‌شود؟
عدم تماس و ارتباط اشتباه آبکاری لبه یک PCB با لایه های Power داخلی یک برد امری ضروری است. با توجه به رسانا بودن هر دو لایه Power و متالیزه بودن لبه های PCB، اتصال یا تماس این دو می‌تواند باعث اتصال الکتریکی و خسارت هایی شد. لذا باید هنگام متالیزه کردن لبه، یک فضای خالی را در نظر گرفت. این کار باعث جلوگیری از ارتباط الکتریکی بین لایه های داخلی و لبه های آبکاری شده PCB خواهد شد.
مزایای استفاده از Edge Plating در طراحی PCB
استفاده از آبکاری یا متالیزه کردن (PCB Edge Plating) دارای مزایایی است که باعث استفاده حداکثری خواهد شد. این روش از متالیزه کردن در کاربرد های فرکانس بالا که کیفیت سیگنال ها حائز اهمیت است قابل مشاهده می‌باشد. علاوه بر این استفاده از متالیزه کردن لبه های برد باعث افزایش قابلیت سازگاری الکترومغناطیسی برد های چند لایه نیز خواهد شد.
می‌توان اینگونه تصور کرد که متالیزه بودن لبه های برد، خود همانند یک محافظ برای لایه های داخلی عمل می‌کند. لذا از همین جهت تاثیر سیگنال های نویز خارجی برروی لایه های داخلی برد به حداقل خواهد رسید. علاوه بر این، PCB هایی که دارای آبکاری لبه می‌باشد در مقابل تاثیرات الکترواستاتیک حین جابجایی و تماس، مقاوم تر خواهند بود.
بررسی تاثیر PCB Edge Plating در عملکرد حرارتی
استفاده از متالیزه کردن لبه PCB در وهله اول جهت تحت تاثیر قرار دادن خصوصیات الکترومغناطیسی برد می‌باشد. با این وجود بی تاثیر در عملکرد حرارتی PCB هم نخواهد بود و تاثیر آن قابل درک می‌باشد. مسائل مربوط به حرارت برد خصوصا در مواردی که ابعاد کاهش یافته و عملکرد افزایش یافته است نگران کننده خواهد بود و باید حتما آنها را در نظر گرفت.
هنگامی که گرما در برد تولید می‌شود چالشی خواهد بود که عملکرد برد را تحت تاثیر خود قرار خواهد داد. لذا تبادل حرارتی صحیح نکته ای مهم است که حتما باید اتخاذ گردد. در صورت عدم رعایت این مورد باعث کرنش های حرارتی زیاد شده و در نتیجه به کلی عملکرد مدار را با مشکل مواجه خواهد کرد.
چندین مورد احتمالی جهت مقابله با وضعیت حرارتی در یک مدار و برد الکترونیکی در نظر گرفته شده است. مثلا فاصله بیشتر بین مسیر های رسانا و یا استفاده از هیت سینک جهت تبادل حرارتی نیز از این دست روش ها است. استفاده از آبکاری لبه با یک تیر دو نشان زدن است. به تعبیری دیگر، علاوه بر مدیریت EMC باعث تبادل حرارتی نیز خواهد شد.
تاثیر PCB Edge Plating در یکپارچگی سیگنال
همانطور که پیشتر ذکر شد از آبکاری لبه های PCB به عنوان یک روش برای کنترل EMC یاد شد. شایان ذکر است که سیگنال ها از ابتدا تا محل دریافت آن حفظ می‌شوند. تحت تاثیر قرار گرفتن سیگنال در مسیر انتقال خود از عوامل بیرون امری بدیهی است. مثلا هنگام کابل کشی جهت انتقال سیگنال از برد به بیرون آن چنانچه از کابل بی کیفیت یا غیر شیلد دار استفاده شود بدون شک نویز و عوامل دیگر برروی آن تاثیر خواهند گذاشت. اما می‌توان از آبکاری لبه نیز جهت حفظ یکپارچگی سیگنال نیز بهره برد.
پایداری EMC در آبکاری لبه (Edge Plating)
سازگاری الکترومغناطیسی یا EMC ترکیبی از جنبه های مختلف همانند انتشار و دریافت نویز های آن است. چنانچه یک سیستم فاقد تداخل ذاتی و درونی باشد، از پایداری EMC برخوردار خواهد بود. یا اگر یک سیستم مستعد تاثیر تداخلات بیرونی نباشد، دارای پایداری EMC نیز خواهد بود.
یک سیستم الکترومغناطیسی از پلن یا لایه های مختلفی در PCB برای انتقال سیگنال ساخته شده است. این لایه ها مسیری را برای انتقال سیگنال های الکتریکی که لایه های قدرت و زمین را تشکیل می‌دهند فراهم می‌کنند. علاوه بر این، استفاده از تجهیزات برد خاص نیز می‌تواند بر استاندارد های EMC تاثیر گذار باشد.
صفحه زمین (GND) موجود باعث ایجاد یک مسیر برگشتی (جریان برگشتی) از طریق صفحات قدرت خواهد شد. بنابراین یک میدان الکترومغناطیسی حول X و Y و همچنین Z تشکیل خواهد شد. این میدان باید محصور شود تا از ایجاد و تاثیر تداخل سیگنال های آن جلوگیری به عمل آید. لذا نیاز به یک شیلد یا محافظ می‌باشد.
همانطور که بیان شد باید میدان ایجاد شده محصور بماند. از قرار دادن صفحات سیگنال به عنوان لایه های دخلی می‌توان به عنوان محافظ در راستای X و Y استفاده کرد. همچنین از آبکاری لبه های برد به عنوان یک محافظ فلزی در ارتفاع PCB حول محور Z می‌توان استفاده کرد. در نتیجه پایداری EMC می‌تواند تضمین شود و به حد قابل قبولی خواهد رسید.
برخی از تنظیمات در آلتیوم دیزاینر
در فیلم زیر برخی از توضیحات و تنظیمات مهم برای آبکاری لبه بیان شده است. لذا تماشای آن پیشنهاد می‌گردد.
نتیجه گیری
در این مطلب به معرفی و کاربرد آبکاری (متالیزه کردن) لبه های برد الکترونیکی یا PCB Edge Plating و مزایای آن پرداخته شد. همانطور که ذکر شد از این قابلیت می‌توان برای رسیدن به پایداری EMC بهره برد.
امیدوارم از این مطلب کمال بهره را برده باشید. در صورت داشتن هرگونه نظر یا سوال درباره این مطلب یا تجربه مشابه اون رو در انتهای همین صفحه در قسمت دیدگاه ها قرار بدید. در کوتاه ترین زمان ممکن به اون ها پاسخ خواهم داد. اگر این مطلب براتون مفید بود، اون رو به اشتراک بگذارید تا سایر دوستان هم بتوانند استفاده کنند. همینطور میتونید این مطلب را توی اینستاگرام با هشتگ microelecom# به اشتراک بگذارید و پیج مایکروالکام (microelecom@) رو هم منشن کنید.