Kemunculan PCB berbilang lapisan

Dari segi sejarah, papan litar bercetak terutamanya dicirikan oleh struktur tunggal atau dua lapisnya, yang mengenakan kekangan terhadap kesesuaian mereka untuk aplikasi frekuensi tinggi disebabkan oleh kemerosotan isyarat dan gangguan elektromagnet (EMI). Namun begitu, pengenalan papan litar bercetak berbilang lapisan telah menghasilkan kemajuan yang ketara dalam integriti isyarat, pengurangan gangguan elektromagnet (EMI) dan prestasi keseluruhan.

PCB berbilang lapisan (Rajah 1) terdiri daripada banyak lapisan konduktif yang dipisahkan oleh substrat penebat. Reka bentuk ini membolehkan penghantaran isyarat dan pesawat kuasa dengan cara yang canggih.

Papan litar bercetak berbilang lapisan (PCB) dibezakan daripada rakan sejawat satu atau dua lapisan dengan kehadiran tiga atau lebih lapisan konduktif yang dipisahkan oleh bahan penebat, biasanya dikenali sebagai lapisan dielektrik. Sambungan lapisan ini dipermudahkan oleh vias, yang merupakan laluan konduktif kecil yang memudahkan komunikasi antara lapisan yang berbeza. Reka bentuk rumit PCB berbilang lapisan membolehkan kepekatan komponen yang lebih besar dan litar yang rumit, menjadikannya penting untuk teknologi terkini.

PCB berbilang lapisan biasanya mempamerkan tahap ketegaran yang tinggi disebabkan oleh cabaran yang wujud untuk mencapai pelbagai lapisan dalam struktur PCB yang fleksibel. Sambungan elektrik antara lapisan diwujudkan melalui penggunaan beberapa jenis vias (rajah 2), termasuk vias buta dan tertimbus.

Konfigurasi memerlukan penempatan dua lapisan pada permukaan untuk mewujudkan sambungan antara papan litar bercetak (PCB) dan persekitaran luaran. Secara umum, ketumpatan lapisan dalam papan litar bercetak (PCB) adalah sekata. Ini disebabkan terutamanya oleh kerentanan nombor ganjil kepada isu seperti meledingkan.

Bilangan lapisan biasanya berbeza-beza bergantung pada aplikasi tertentu, biasanya berada dalam julat empat hingga dua belas lapisan.
Biasanya, majoriti aplikasi memerlukan sekurang-kurangnya empat dan maksimum lapan lapisan. Sebaliknya, aplikasi seperti telefon pintar kebanyakannya menggunakan sejumlah dua belas lapisan.

Aplikasi utama

PCB berbilang lapisan digunakan dalam pelbagai aplikasi elektronik (Rajah 3), termasuk:

●Elektronik pengguna, di mana PCB berbilang lapisan memainkan peranan asas yang menyediakan kuasa dan isyarat yang diperlukan untuk pelbagai jenis produk seperti telefon pintar, tablet, konsol permainan dan peranti boleh pakai. Elektronik yang anggun dan mudah alih yang kami gunakan setiap hari adalah disebabkan oleh reka bentuk yang padat dan kepadatan komponen yang tinggi

●Dalam bidang telekomunikasi, penggunaan PCB berbilang lapisan memudahkan penghantaran isyarat suara, data dan video yang lancar merentas rangkaian, sekali gus menjamin komunikasi yang boleh dipercayai dan berkesan

●Sistem kawalan industri sangat bergantung pada papan litar bercetak (PCB) berbilang lapisan kerana kapasitinya untuk mengurus sistem kawalan yang rumit, mekanisme pemantauan dan prosedur automasi dengan berkesan. Panel kawalan mesin, robotik dan automasi industri bergantung padanya sebagai sistem sokongan asasnya

●PCB berbilang lapisan juga relevan untuk peranti perubatan, kerana ia adalah penting untuk memastikan ketepatan, kebolehpercayaan dan kekompakan. Peralatan diagnostik, sistem pemantauan pesakit, dan peranti perubatan yang menyelamatkan nyawa dipengaruhi dengan ketara oleh peranan pentingnya.

Faedah dan kelebihan

PCB berbilang lapisan memberikan beberapa faedah dan kelebihan dalam aplikasi frekuensi tinggi, termasuk:

●Integriti isyarat yang dipertingkatkan: PCB berbilang lapisan memudahkan penghalaan impedans terkawal, meminimumkan herotan isyarat dan memastikan penghantaran isyarat frekuensi tinggi yang boleh dipercayai. Gangguan isyarat yang lebih rendah pada papan litar bercetak berbilang lapisan menghasilkan prestasi, halaju dan kebolehpercayaan yang lebih baik

●EMI yang dikurangkan: Dengan menggunakan pesawat darat dan kuasa yang berdedikasi, PCB berbilang lapisan secara berkesan menindas EMI, dengan itu meningkatkan kebolehpercayaan sistem dan meminimumkan gangguan dengan litar bersebelahan

●Reka Bentuk Padat: Dengan keupayaan untuk menampung lebih banyak komponen dan skema penghalaan yang kompleks, PCB berbilang lapisan membolehkan reka bentuk padat, penting untuk aplikasi terhad ruang seperti peranti mudah alih dan sistem aeroangkasa.

●Pengurusan Terma yang Diperbaiki: PCB berbilang lapisan menawarkan pelesapan haba yang cekap melalui penyepaduan vias haba dan lapisan tembaga yang diletakkan secara strategik, meningkatkan kebolehpercayaan dan jangka hayat komponen berkuasa tinggi.

●Fleksibiliti Reka Bentuk: Fleksibiliti PCB berbilang lapisan membolehkan fleksibiliti reka bentuk yang lebih besar, membolehkan jurutera mengoptimumkan parameter prestasi seperti padanan impedans, kelewatan perambatan isyarat dan pengagihan kuasa.