Патрэба ў высокапрадукцыйных прыладах з пашыранай функцыянальнасцю расце ў пастаянна змяняецца галіне электронікі. Патрэба ў тэхналогіі друкаваных плат (PCB) прывяла да прыкметнага прагрэсу, асабліва ў галіне высокачашчынных прыкладанняў. Выкарыстанне шматслаёвай канструкцыі друкаванай платы стала найважнейшым рашэннем для задавальнення строгіх патрабаванняў гэтых прыкладанняў.

З'яўленне шматслойных друкаваных поплаткаў

Гістарычна склалася так, што друкаваныя платы ў першую чаргу характарызаваліся сваёй адна- або двухслаёвай структурай, што накладвала абмежаванні на іх прыдатнасць для высокачашчынных прыкладанняў з-за пагаршэння сігналу і электрамагнітных перашкод (EMI). Тым не менш, увядзенне шматслойных друкаваных поплаткаў прывяло да прыкметнага паляпшэння цэласнасці сігналу, зніжэння электрамагнітных перашкод (EMI) і агульнай прадукцыйнасці.
Шматслойныя друкаваныя платы (PCB) адрозніваюцца ад адна- або двухслаёвых аналагаў наяўнасцю трох і больш токаправодных слаёў, якія падзеленыя ізаляцыйным матэрыялам, шырока вядомым як дыэлектрычныя пласты. Узаемасувязь гэтых слаёў спрыяе скразным адтулінам, якія ўяўляюць сабой невялікія правадзячыя праходы, якія палягчаюць сувязь паміж рознымі пластамі. Складаная канструкцыя шматслойных друкаваных плат забяспечвае большую канцэнтрацыю кампанентаў і складаных схем, што робіць іх неабходнымі для самых сучасных тэхналогій.
Шматслойныя друкаваныя платы звычайна дэманструюць высокую ступень цвёрдасці з-за ўласцівай праблемы стварэння некалькіх слаёў у гнуткай структуры друкаванай платы. Электрычныя злучэнні паміж пластамі ўсталёўваюцца праз выкарыстанне некалькіх тыпаў адтулін, уключаючы глухія і схаваныя адтуліны.
Канфігурацыя прадугледжвае размяшчэнне двух слаёў на паверхні для ўстанаўлення сувязі паміж друкаванай платай (PCB) і знешнім асяроддзем. У цэлым шчыльнасць слаёў у друкаваных поплатках (PCB) роўная. У першую чаргу гэта звязана з уразлівасцю няцотных лікаў да такіх праблем, як дэфармацыя.
Колькасць слаёў звычайна вар'іруецца ў залежнасці ад канкрэтнага прымянення і звычайна знаходзіцца ў дыяпазоне ад чатырох да дванаццаці слаёў.
Як правіла, для большасці прыкладанняў патрабуецца мінімум чатыры і максімум восем слаёў. Наадварот, такія праграмы, як смартфоны, у асноўным выкарыстоўваюць у агульнай складанасці дванаццаць слаёў.

Асноўныя прыкладання

Шматслойныя друкаваныя платы выкарыстоўваюцца ў шырокім дыяпазоне электронных прыкладанняў, у тым ліку:
●Бытавая электроніка, у якой шматслаёвыя друкаваныя платы адыгрываюць фундаментальную ролю, забяспечваючы неабходнае харчаванне і сігналы для шырокага спектру прадуктаў, такіх як смартфоны, планшэты, гульнявыя кансолі і носныя прылады. Элегантная і партатыўная электроніка, ад якой мы залежым штодня, тлумачыцца іх кампактным дызайнам і высокай шчыльнасцю кампанентаў
●У галіне тэлекамунікацый выкарыстанне шматслойных друкаваных плат спрыяе плаўнай перадачы голасу, даных і відэасігналаў па сетках, тым самым гарантуючы надзейную і эфектыўную сувязь
● Прамысловыя сістэмы кіравання ў значнай ступені залежаць ад шматслойных друкаваных поплаткаў (PCB) дзякуючы іх здольнасці эфектыўна кіраваць складанымі сістэмамі кіравання, механізмамі маніторынгу і працэдурамі аўтаматызацыі. Панэлі кіравання машынамі, робататэхніка і прамысловая аўтаматызацыя абапіраюцца на іх як на асноўную сістэму падтрымкі
●Шматслойныя друкаваныя платы таксама актуальныя для медыцынскіх прыбораў, паколькі яны маюць вырашальнае значэнне для забеспячэння дакладнасці, надзейнасці і кампактнасці. Важная роля значна ўплывае на дыягнастычнае абсталяванне, сістэмы маніторынгу пацыентаў і выратавальныя медыцынскія прылады.

Перавагі і перавагі

Шматслойныя друкаваныя платы забяспечваюць шэраг пераваг і пераваг у высокачашчынных прыкладаннях, у тым ліку:
● Палепшаная цэласнасць сігналу: шматслойныя друкаваныя платы спрыяюць маршрутызацыі з кантраляваным імпедансам, мінімізуючы скажэнні сігналу і забяспечваючы надзейную перадачу высокачашчынных сігналаў. Меншыя перашкоды сігналу шматслойных друкаваных поплаткаў прыводзяць да паляпшэння прадукцыйнасці, хуткасці і надзейнасці
●Зніжэнне электрамагнітных перашкод: дзякуючы выкарыстанню спецыяльных плоскасцей зазямлення і харчавання шматслойныя друкаваныя платы эфектыўна падаўляюць электрамагнітныя перашкоды, тым самым павышаючы надзейнасць сістэмы і зводзячы да мінімуму перашкоды з суседнімі ланцугамі.
● Кампактная канструкцыя: з магчымасцю размяшчэння большай колькасці кампанентаў і складаных схем маршрутызацыі шматслойныя друкаваныя платы дазваляюць ствараць кампактныя канструкцыі, што вельмі важна для прыкладанняў з абмежаванай прасторай, такіх як мабільныя прылады і аэракасмічныя сістэмы.
● Палепшанае кіраванне тэмпературай: шматслойныя друкаваныя платы забяспечваюць эфектыўнае рассейванне цяпла за кошт інтэграцыі цеплавых адтулін і стратэгічна размешчаных медных слаёў, што павялічвае надзейнасць і працягласць жыцця кампанентаў высокай магутнасці.
●Гнуткасць канструкцыі: Універсальнасць шматслойных друкаваных плат забяспечвае большую гібкасць канструкцыі, дазваляючы інжынерам аптымізаваць такія параметры прадукцыйнасці, як адпаведнасць імпедансу, затрымка распаўсюджвання сігналу і размеркаванне магутнасці.

Недахопы

Адным з асноўных недахопаў шматслойных друкаваных плат з'яўляецца іх больш высокі кошт у параўнанні з адна- і двухслаёвымі друкаванымі платамі на ўсіх этапах вытворчага працэсу. Больш высокі кошт у асноўным звязаны са спецыялізаваным абсталяваннем, неабходным для іх вытворчасці.
Вытворчасць таксама больш складаная, паколькі вытворчасць шматслойных друкаваных плат патрабуе значна больш працяглага перыяду распрацоўкі і дбайных метадаў вытворчасці ў параўнанні з іншымі тыпамі друкаваных плат. Складанасць вытворчасці: Выраб шматслойных друкаваных поплаткаў патрабуе складаных вытворчых працэсаў, уключаючы дакладнае выраўноўванне слаёў, маршрутызацыю з кантраляваным імпедансам і строгія меры кантролю якасці, што прыводзіць да павелічэння вытворчых выдаткаў і падаўжэння часу выканання.
Шматслойныя друкаваныя платы патрабуюць дбайнага папярэдняга праектавання, і, такім чынам, для іх распрацоўкі неабходны вопытныя інжынеры. Вытворчасць кожнай дошкі патрабуе значных часавых выдаткаў, што прыводзіць да павелічэння працоўных выдаткаў. Больш за тое, гэта можа прывесці да павелічэння інтэрвалаў часу паміж размяшчэннем замовы і атрыманнем прадукту, што ў некаторых сітуацыях можа быць праблемай.
Тым не менш, гэтыя праблемы не падрываюць эфектыўнасць шматслойных друкаваных поплаткаў (PCB). Хаця шматслаёвыя друкаваныя платы часта даражэйшыя за аднаслаёвыя, яны даюць мноства пераваг у параўнанні з гэтай канкрэтнай формай друкаванай платы.
Па меры таго, як электронныя прылады працягваюць змяншацца ў памерах і павялічваць шчыльнасць магутнасці, эфектыўнае кіраванне тэмпературай становіцца крытычна важным для шматслойных друкаваных плат, што патрабуе інавацыйных рашэнняў для змякчэння цеплавых гарачых кропак і забеспячэння аптымальнай прадукцыйнасці. Акрамя таго, праверка прадукцыйнасці шматслойных канструкцый друкаваных плат патрабуе комплексных метадалогій тэсціравання, уключаючы мадэляванне, стварэнне прататыпаў і праверку на адпаведнасць патрабаванням, каб гарантаваць адпаведнасць галіновым стандартам і спецыфікацыям.

Парады па дызайне шматслойнай друкаванай платы

Пры стварэнні шматслаёвай друкаванай платы (PCB) для высокачашчынных прыкладанняў звычайна карысныя некалькі карысных прапаноў.
Для таго, каб змякчыць праблемы пры распрацоўцы шматслаёвай друкаванай платы, асноўны акцэнт звычайна круціцца вакол нагрувашчвання. Прымаючы меркаванне аб нагрувашчванні слаёў, важна ўлічваць такія фактары, як функцыянальнасць, вытворчасць і разгортванне.
Пачніце з аптымізацыі памераў дошкі, бо гэта паўплывае на рашэнні адносна іншых характарыстык. Вызначаючы ідэальны памер дошкі, улічвайце наступныя фактары:
● Колькасць кампанентаў, якія будуць размешчаны на плаце
●Памер гэтых кампанентаў
●Дзе будзе ўстаноўлена плата
●Дапушчэнні партнёра-вытворцы на адлегласць, зазоры і адтуліны для свідравання
Пасля таго, як колькасць слаёў будзе вызначана, трэба выканаць выбар скразных адтулін, глухіх, скразных адтулін, заглыбленых або скразных адтулін. Гэты аспект уплывае на складанасць вытворчасці, а значыць, і на якасць друкаванай платы.
У раздзеле праектавання шматслойнай друкаванай платы праграмнае забеспячэнне для праектавання друкаванай платы з'яўляецца важнай часткай працэсу праектавання. Гэта дапамагае дызайнерам ствараць структуру механічнага і праваднога злучэння друкаванай платы са спісу злучэнняў, размяшчаць гэтую структуру злучэння на шматслаёвых пластах і ствараць файлы аўтаматызаванага праектавання. Гэтая САПР вельмі важная ў вытворчасці друкаванай платы. Ёсць некалькі варыянтаў праграмнага забеспячэння для распрацоўкі друкаванай платы, якія можна выкарыстоўваць для распрацоўкі вашай шматслаёвай друкаванай платы. Аднак некаторыя з іх выкарыстоўваюцца больш шырока, чым іншыя, асабліва з-за іх больш простага інтэрфейсу, сярод іншых прычын.
DFM, мэтай якога з'яўляецца стварэнне частак і кампанентаў прадукту, якія палягчаюць вытворчасць, таксама павінны быць разгледжаны. Мэта - атрымаць якасную прадукцыю з меншымі выдаткамі. Такім чынам, гэта цягне за сабой упарадкаванне, удасканаленне і ўдасканаленне дызайну прадукту. DFM варта праводзіць своечасова перад пачаткам аснасткі. Абавязкова трэба задзейнічаць усе зацікаўленыя бакі ў DFM. Удзел некалькіх зацікаўленых бакоў, у тым ліку дызайнераў, інжынераў, кантрактных вытворцаў, пастаўшчыкоў матэрыялаў і вытворцаў формаў, мае вырашальнае значэнне. Такім чынам можна ліквідаваць магчымыя праблемы з дызайнам.

тэхналагічнасць

Вытворчасць шматслойных друкаваных поплаткаў для высокачашчынных прыкладанняў уключае некалькі ключавых этапаў:
●Дызайн і макет: Інжынеры выкарыстоўваюць спецыялізаванае праграмнае забеспячэнне для распрацоўкі друкаванай платы для стварэння макета з улікам такіх фактараў, як цэласнасць сігналу, кіраванне тэмпературай і змякчэнне электрамагнітных перашкод.
●Выбар матэрыялу: высакаякасныя матэрыялы з нізкай дыэлектрычнай пранікальнасцю і тангенсам страт выбраны для мінімізацыі страт сігналу і захавання высокай частотнай характарыстыкі.
●Планаванне набору слаёў: нагрувашчванне слаёў старанна спланавана для аптымізацыі маршрутызацыі сігналу, супастаўлення імпедансу і цеплавога рассейвання з улікам такіх фактараў, як частата сігналу, таўшчыня платы і таўшчыня медзі.
●Выраб і зборка: перадавыя метады вырабу, такія як лазернае свідраванне, паслядоўнае ламінаванне і тручэнне з кантраляваным імпедансам, выкарыстоўваюцца для вытворчасці шматслойных друкаваных плат з дакладнасцю і надзейнасцю.
● Тэставанне і забеспячэнне якасці: для забеспячэння прадукцыйнасці, надзейнасці і адпаведнасці шматслойных друкаваных плат галіновым стандартам і спецыфікацыям праводзяцца строгія працэдуры тэсціравання, уключаючы аналіз цэласнасці сігналу, вымярэнні імпедансу, цеплавізійнае адлюстраванне і праверку электрамагнітных перашкод.

Заключэнне

Эвалюцыя дызайну шматслойнай друкаванай платы зрабіла рэвалюцыю ў галіне высокачашчыннай электронікі, дазволіўшы распрацоўваць складаныя прылады з падвышанай прадукцыйнасцю, надзейнасцю і функцыянальнасцю. Нягледзячы на ​​​​праблемы ў цэласнасці сігналу, складанасці вытворчасці і кіраванні тэмпературай, перавагі шматслойных друкаваных плат значна перавешваюць праблемы, што робіць іх незаменнымі ў шырокім дыяпазоне высокачашчынных прыкладанняў, уключаючы тэлекамунікацыі, аэракасмічную прамысловасць, аўтамабільную і медыцынскую электроніку. З пастаянным удасканаленнем матэрыялаў, метадаў вырабу і метадалогій праектавання шматслойныя друкаваныя платы гатовыя працягваць інавацыі ў высокачашчыннай электроніцы на доўгія гады.