Nástup viacvrstvových PCB
Historicky boli dosky plošných spojov primárne charakterizované ich jednovrstvovou alebo dvojvrstvovou štruktúrou, ktorá obmedzovala ich vhodnosť pre vysokofrekvenčné aplikácie v dôsledku zhoršenia signálu a elektromagnetického rušenia (EMI). Zavedenie viacvrstvových dosiek plošných spojov však viedlo k výraznému pokroku v integrite signálu, zmiernení elektromagnetického rušenia (EMI) a celkovom výkone.
Viacvrstvové PCB (obrázok 1) pozostávajú z mnohých vodivých vrstiev, ktoré sú oddelené izolačnými substrátmi. Táto konštrukcia umožňuje prenos signálov a výkonových rovín sofistikovaným spôsobom.
Viacvrstvové dosky plošných spojov (PCB) sa líšia od ich jednovrstvových alebo dvojvrstvových náprotivkov prítomnosťou troch alebo viacerých vodivých vrstiev, ktoré sú oddelené izolačným materiálom, bežne známym ako dielektrické vrstvy. Vzájomné prepojenie týchto vrstiev je uľahčené priechodmi, čo sú nepatrné vodivé priechody, ktoré uľahčujú komunikáciu medzi rôznymi vrstvami. Komplikovaný dizajn viacvrstvových dosiek plošných spojov umožňuje väčšiu koncentráciu komponentov a zložitých obvodov, čo ich robí nevyhnutnými pre najmodernejšie technológie.
Viacvrstvové PCB typicky vykazujú vysoký stupeň tuhosti kvôli inherentnej výzve dosiahnuť viac vrstiev v rámci flexibilnej štruktúry PCB. Elektrické spojenia medzi vrstvami sú vytvorené prostredníctvom využitia niekoľkých typov prekovov (obrázok 2), vrátane slepých a zakopaných prekovov.
Konfigurácia zahŕňa umiestnenie dvoch vrstiev na povrchu na vytvorenie spojenia medzi doskou plošných spojov (PCB) a vonkajším prostredím. Vo všeobecnosti je hustota vrstiev na doskách plošných spojov (PCB) rovnomerná. Je to predovšetkým kvôli náchylnosti nepárnych čísel k problémom, ako je deformácia.
Počet vrstiev sa typicky mení v závislosti od konkrétnej aplikácie, typicky spadá do rozsahu štyroch až dvanástich vrstiev.
Väčšina aplikácií si zvyčajne vyžaduje minimálne štyri a maximálne osem vrstiev. Naproti tomu aplikácie, ako sú smartfóny, využívajú celkovo dvanásť vrstiev.
Hlavné aplikácie
Viacvrstvové PCB sa používajú v širokej škále elektronických aplikácií (obrázok 3), vrátane:
●Spotrebná elektronika, kde viacvrstvové dosky plošných spojov zohrávajú základnú úlohu pri poskytovaní potrebného napájania a signálov pre širokú škálu produktov, ako sú smartfóny, tablety, herné konzoly a nositeľné zariadenia. Elegantná a prenosná elektronika, na ktorú sme denne závislí, sa pripisuje jej kompaktnému dizajnu a vysokej hustote komponentov
●V oblasti telekomunikácií využitie viacvrstvových PCB uľahčuje plynulý prenos hlasu, dát a video signálov cez siete, čím zaručuje spoľahlivú a efektívnu komunikáciu
●Priemyselné riadiace systémy silne závisia od viacvrstvových dosiek plošných spojov (PCB) kvôli ich schopnosti efektívne riadiť zložité riadiace systémy, monitorovacie mechanizmy a automatizačné postupy. Ako základný podporný systém sa na ne spoliehajú ovládacie panely strojov, robotika a priemyselná automatizácia
●Viacvrstvové PCB sú dôležité aj pre zdravotnícke zariadenia, pretože sú kľúčové pre zabezpečenie presnosti, spoľahlivosti a kompaktnosti. Diagnostické zariadenia, systémy monitorovania pacientov a zdravotnícke pomôcky na záchranu života sú výrazne ovplyvnené ich dôležitou úlohou.
Výhody a výhody
Viacvrstvové PCB poskytujú niekoľko výhod a výhod vo vysokofrekvenčných aplikáciách, vrátane:
●Vylepšená integrita signálu: Viacvrstvové dosky plošných spojov uľahčujú smerovanie riadenej impedancie, minimalizujú skreslenie signálu a zabezpečujú spoľahlivý prenos vysokofrekvenčných signálov. Nižšie rušenie signálu viacvrstvových dosiek plošných spojov vedie k zlepšeniu výkonu, rýchlosti a spoľahlivosti
●Redukované EMI: Využitím vyhradených uzemňovacích a napájacích plôch viacvrstvové dosky plošných spojov účinne potláčajú EMI, čím zvyšujú spoľahlivosť systému a minimalizujú interferenciu so susednými obvodmi.
●Kompaktný dizajn: Vďaka schopnosti prispôsobiť sa viacerým komponentom a zložitým schémam smerovania umožňujú viacvrstvové dosky plošných spojov kompaktný dizajn, ktorý je rozhodujúci pre aplikácie s obmedzeným priestorom, ako sú mobilné zariadenia a letecké systémy.
●Vylepšené tepelné riadenie: Viacvrstvové dosky plošných spojov ponúkajú efektívny odvod tepla prostredníctvom integrácie tepelných priechodov a strategicky umiestnených medených vrstiev, čím sa zvyšuje spoľahlivosť a životnosť vysokovýkonných komponentov.
●Prispôsobivosť dizajnu: Všestrannosť viacvrstvových dosiek plošných spojov umožňuje väčšiu flexibilitu dizajnu, čo umožňuje inžinierom optimalizovať parametre výkonu, ako je impedančné prispôsobenie, oneskorenie šírenia signálu a distribúcia energie.