Появата на многослойни печатни платки

В исторически план печатните платки се характеризират основно с тяхната еднослойна или двуслойна структура, което налага ограничения върху тяхната пригодност за високочестотни приложения поради влошаване на сигнала и електромагнитни смущения (EMI). Независимо от това, въвеждането на многослойни печатни платки доведе до забележим напредък в целостта на сигнала, намаляването на електромагнитните смущения (EMI) и цялостната производителност.

Многослойните печатни платки (Фигура 1) се състоят от множество проводящи слоеве, които са разделени от изолиращи субстрати. Този дизайн позволява предаване на сигнали и мощности по усъвършенстван начин.

Многослойните печатни платки (PCB) се отличават от техните еднослойни или двуслойни събратя по наличието на три или повече проводими слоя, които са разделени от изолационен материал, известен като диелектрични слоеве. Взаимното свързване на тези слоеве се улеснява от отвори, които са миниатюрни проводими проходи, които улесняват комуникацията между различни слоеве. Сложният дизайн на многослойните печатни платки позволява по-голяма концентрация на компоненти и сложни схеми, което ги прави от съществено значение за най-съвременните технологии.

Многослойните печатни платки обикновено показват висока степен на твърдост поради присъщото предизвикателство за постигане на множество слоеве в рамките на гъвкава структура на печатни платки. Електрическите връзки между слоевете се установяват чрез използването на няколко типа отвори (фигура 2), включително слепи и скрити отвори.

Конфигурацията включва поставянето на два слоя върху повърхността, за да се установи връзка между печатната платка (PCB) и външната среда. Като цяло, плътността на слоевете в печатните платки (PCB) е равномерна. Това се дължи главно на податливостта на нечетните числа към проблеми като изкривяване.

Броят на слоевете обикновено варира в зависимост от конкретното приложение, като обикновено попада в диапазона от четири до дванадесет слоя.
Обикновено по-голямата част от приложенията изискват минимум четири и максимум осем слоя. За разлика от тях, приложения като смартфони използват предимно общо дванадесет слоя.

Основни приложения

Многослойните печатни платки се използват в широк спектър от електронни приложения (Фигура 3), включително:

●Потребителска електроника, където многослойните печатни платки играят основна роля, осигурявайки необходимото захранване и сигнали за широка гама от продукти като смартфони, таблети, игрови конзоли и устройства за носене. Елегантната и преносима електроника, от която зависим ежедневно, се дължи на техния компактен дизайн и висока плътност на компонентите

●В областта на телекомуникациите използването на многослойни печатни платки улеснява гладкото предаване на глас, данни и видео сигнали в мрежите, като по този начин гарантира надеждна и ефективна комуникация

● Индустриалните системи за управление силно зависят от многослойни печатни платки (PCB) поради техния капацитет за ефективно управление на сложни системи за управление, механизми за наблюдение и процедури за автоматизация. Машинните контролни панели, роботиката и индустриалната автоматизация разчитат на тях като основна поддържаща система

●Многослойните печатни платки също са подходящи за медицински устройства, тъй като те са от решаващо значение за осигуряване на прецизност, надеждност и компактност. Диагностичното оборудване, системите за наблюдение на пациентите и животоспасяващите медицински устройства са значително повлияни от тяхната важна роля.

Ползи и предимства

Многослойните печатни платки осигуряват няколко ползи и предимства във високочестотни приложения, включително:

●Подобрена цялост на сигнала: Многослойните печатни платки улесняват маршрутизирането на контролиран импеданс, минимизирайки изкривяването на сигнала и осигурявайки надеждно предаване на високочестотни сигнали. По-ниската интерференция на сигнала на многослойните печатни платки води до подобрена производителност, скорост и надеждност

●Намален EMI: Чрез използване на специални заземяващи и захранващи равнини, многослойните печатни платки ефективно потискат EMI, като по този начин повишават надеждността на системата и минимизират смущенията със съседните вериги

● Компактен дизайн: Със способността да побират повече компоненти и сложни схеми за маршрутизиране, многослойните печатни платки позволяват компактен дизайн, който е от решаващо значение за приложения с ограничено пространство като мобилни устройства и аерокосмически системи.

●Подобрено управление на топлината: Многослойните печатни платки предлагат ефективно разсейване на топлината чрез интегриране на термични отвори и стратегически разположени медни слоеве, повишавайки надеждността и продължителността на живота на компонентите с висока мощност.

● Гъвкавост на дизайна: Гъвкавостта на многослойните печатни платки позволява по-голяма гъвкавост на дизайна, което позволява на инженерите да оптимизират параметрите на производителността като съвпадение на импеданса, забавяне на разпространението на сигнала и разпределение на мощността.