הופעתם של PCBs רב-שכבתיים

היסטורית, לוחות מעגלים מודפסים אופיינו בעיקר במבנה חד-שכבתי או דו-שכבתי שלהם, אשר הטיל אילוצים על התאמתם ליישומים בתדר גבוה עקב הידרדרות האותות והפרעות אלקטרומגנטיות (EMI). עם זאת, הצגתם של לוחות מודפסים רב-שכבתיים הביאה להתקדמות ניכרת בשלמות האות, הפחתת הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) וביצועים כלליים.

PCBs רב-שכבתיים (איור 1) מורכבים משכבות מוליכות רבות המופרדות על ידי מצעים מבודדים. עיצוב זה מאפשר העברת אותות ומטוסי כוח בצורה מתוחכמת.

לוחות מעגלים מודפסים רב-שכבתיים (PCB) מובחנים מעמיתיהם החד-שכבתיים או הדו-שכבתיים על ידי נוכחותן של שלוש או יותר שכבות מוליכות המופרדות על ידי חומר מבודד, הידוע בכינויו שכבות דיאלקטריות. החיבור בין השכבות הללו מקל על ידי vias, שהם מעברים מוליכים זעירים המקלים על תקשורת בין שכבות שונות. העיצוב המסובך של PCBs רב-שכבתי מאפשר ריכוז גדול יותר של רכיבים ומעגלים מורכבים, מה שהופך אותם לחיוניים לטכנולוגיה מתקדמת.

לוחות PCB רב שכבתיים מציגים בדרך כלל רמה גבוהה של קשיחות בשל האתגר הטבוע של השגת שכבות מרובות בתוך מבנה PCB גמיש. חיבורים חשמליים בין שכבות נוצרים באמצעות ניצול של מספר סוגים של דרך (איור 2), כולל דרך עיוורת וקבורה.

התצורה כוללת הנחת שתי שכבות על פני השטח כדי ליצור חיבור בין המעגל המודפס (PCB) לבין הסביבה החיצונית. באופן כללי, צפיפות השכבות במעגלים מודפסים (PCB) היא אחידה. זה נובע בעיקר מהרגישות של מספרים אי-זוגיים לבעיות כגון עיוות.

מספר השכבות משתנה בדרך כלל בהתאם ליישום הספציפי, בדרך כלל נופל בטווח של ארבע עד שתים עשרה שכבות.
בדרך כלל, רוב היישומים מחייבים מינימום של ארבע ומקסימום שמונה שכבות. לעומת זאת, אפליקציות כמו סמארטפונים מעסיקות בעיקר שתים עשרה שכבות.

יישומים עיקריים

PCB רב-שכבתי משמש במגוון רחב של יישומים אלקטרוניים (איור 3), כולל:

●אלקטרוניקה לצרכן, שבה PCBs רב-שכבתיים ממלאים תפקיד מהותי ומספקים את הכוח והאותות הדרושים למגוון רחב של מוצרים כגון סמארטפונים, טאבלטים, קונסולות משחקים והתקנים לבישים. האלקטרוניקה האלגנטית והניידת שאנו תלויים בה מדי יום מיוחסת לעיצוב הקומפקטי ולצפיפות הרכיבים הגבוהה שלה.

●בתחום הטלקומוניקציה, השימוש ב-PCBs רב-שכבתי מקל על שידור חלק של אותות קול, נתונים ווידאו בין רשתות, ובכך מבטיח תקשורת מהימנה ואפקטיבית

●מערכות בקרה תעשייתיות תלויות במידה רבה במעגלים מודפסים רב-שכבתיים (PCB) בשל יכולתן לנהל ביעילות מערכות בקרה מורכבות, מנגנוני ניטור והליכי אוטומציה. לוחות בקרה של מכונות, רובוטיקה ואוטומציה תעשייתית מסתמכים עליהם כמערכת התמיכה הבסיסית שלהם

● PCB רב-שכבתי רלוונטי גם עבור מכשירים רפואיים, מכיוון שהם חיוניים להבטחת דיוק, אמינות וקומפקטיות. ציוד אבחון, מערכות ניטור חולים ומכשירים רפואיים מצילי חיים מושפעים באופן משמעותי מתפקידם החשוב.

יתרונות ויתרונות

PCBs רב-שכבתיים מספקים מספר יתרונות ויתרונות ביישומים בתדר גבוה, כולל:

●שלמות האותות משופרת: PCBs רב-שכבתיים מאפשרים ניתוב עכבה מבוקר, מזעור עיוות האות ומבטיח שידור אמין של אותות בתדר גבוה. הפרעות האות הנמוכות יותר של מעגלים מודפסים רב-שכבתיים מביאים לשיפור בביצועים, מהירות ואמינות

● EMI מופחת: על ידי שימוש במטוסי קרקע וכוח ייעודיים, לוחות PCB רב-שכבתיים מדכאים EMI ביעילות, ובכך משפרים את אמינות המערכת וממזערים הפרעות למעגלים שכנים

● עיצוב קומפקטי: עם היכולת להכיל יותר רכיבים ותכניות ניתוב מורכבות, PCBs רב-שכבתיים מאפשרים עיצובים קומפקטיים, חיוניים ליישומים מוגבלי מקום כגון מכשירים ניידים ומערכות תעופה וחלל.

● ניהול תרמי משופר: PCBs רב-שכבתיים מציעים פיזור חום יעיל באמצעות שילוב של דרך תרמית ושכבות נחושת במיקום אסטרטגי, מה שמשפר את האמינות ואת תוחלת החיים של רכיבים בעלי הספק גבוה.

●גמישות עיצוב: הרבגוניות של PCBs רב-שכבתיים מאפשרת גמישות עיצובית רבה יותר, ומאפשרת למהנדסים לייעל פרמטרים של ביצועים כגון התאמת עכבה, עיכוב הפצת אותות וחלוקת כוח.