การถือกำเนิดของ PCBs หลายชั้น

ในอดีตแผงวงจรพิมพ์มีลักษณะเป็นหลักโดยโครงสร้างเดี่ยวหรือสองชั้นซึ่งกำหนดข้อ จำกัด เกี่ยวกับความเหมาะสมสำหรับการใช้งานความถี่สูงเนื่องจากสัญญาณการเสื่อมสภาพและสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) อย่างไรก็ตามการเปิดตัวแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นส่งผลให้เกิดความก้าวหน้าที่โดดเด่นในความสมบูรณ์ของสัญญาณการลดการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และประสิทธิภาพโดยรวม

PCB หลายชั้น (รูปที่ 1) ประกอบด้วยเลเยอร์นำไฟฟ้าจำนวนมากที่คั่นด้วยฉนวนพื้นผิว การออกแบบนี้ช่วยให้การส่งสัญญาณและระนาบพลังงานในลักษณะที่ซับซ้อน

แผงวงจรพิมพ์หลายชั้น (PCBs) มีความแตกต่างจากคู่เดี่ยวหรือสองชั้นของพวกเขาโดยการปรากฏตัวของชั้นนำไฟฟ้าสามชั้นขึ้นไปซึ่งแยกจากกันโดยวัสดุฉนวนซึ่งรู้จักกันทั่วไปว่าเป็นชั้นอิเล็กทริก การเชื่อมต่อระหว่างกันของเลเยอร์เหล่านี้ได้รับการอำนวยความสะดวกโดย Vias ซึ่งเป็นทางเดินนำไฟฟ้าขนาดเล็กที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างเลเยอร์ที่แตกต่างกัน การออกแบบที่ซับซ้อนของ PCB แบบหลายชั้นช่วยให้ส่วนประกอบและวงจรที่ซับซ้อนมีความเข้มข้นมากขึ้นทำให้มีความจำเป็นสำหรับเทคโนโลยีที่ทันสมัย

PCB หลายชั้นมักจะแสดงความแข็งแกร่งในระดับสูงเนื่องจากความท้าทายโดยธรรมชาติของการบรรลุหลายชั้นภายในโครงสร้าง PCB ที่ยืดหยุ่น การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างเลเยอร์ถูกสร้างขึ้นผ่านการใช้ประโยชน์จาก VIAs หลายประเภท (รูปที่ 2) รวมถึง vias คนตาบอดและ Buried

การกำหนดค่าเกี่ยวข้องกับการวางตำแหน่งของสองชั้นบนพื้นผิวเพื่อสร้างการเชื่อมต่อระหว่างแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และสภาพแวดล้อมภายนอก โดยทั่วไปความหนาแน่นของเลเยอร์ในแผงวงจรพิมพ์ (PCBs) นั้นยิ่งขึ้น นี่คือสาเหตุหลักมาจากความอ่อนแอของตัวเลขคี่ต่อปัญหาเช่นการแปรปรวน

จำนวนเลเยอร์มักจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันเฉพาะโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงสี่ถึงสิบสองเลเยอร์
โดยทั่วไปแล้วแอปพลิเคชันส่วนใหญ่จำเป็นต้องใช้อย่างน้อยสี่และสูงสุดแปดชั้น ในทางตรงกันข้ามแอพเช่นสมาร์ทโฟนส่วนใหญ่ใช้ทั้งหมดสิบสองชั้น

แอปพลิเคชันหลัก

PCB หลายชั้นใช้ในแอพพลิเคชั่นอิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลาย (รูปที่ 3) รวมถึง:

●อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่ PCB หลายชั้นมีบทบาทพื้นฐานที่ให้พลังงานและสัญญาณที่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายเช่นสมาร์ทโฟน, แท็บเล็ต, คอนโซลเกมและอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เพรียวบางและพกพาที่เราพึ่งพาทุกวันมีสาเหตุมาจากการออกแบบขนาดกะทัดรัดและความหนาแน่นของส่วนประกอบสูง

●ในด้านการสื่อสารโทรคมนาคมการใช้ประโยชน์จาก PCB หลายชั้นช่วยอำนวยความสะดวกในการส่งสัญญาณเสียงข้อมูลและวิดีโอที่ราบรื่นทั่วทั้งเครือข่ายจึงรับประกันการสื่อสารที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ

●ระบบควบคุมอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับแผงวงจรพิมพ์หลายชั้น (PCBs) เนื่องจากความสามารถในการจัดการระบบควบคุมที่ซับซ้อนกลไกการตรวจสอบและขั้นตอนการทำงานอัตโนมัติได้อย่างมีประสิทธิภาพ แผงควบคุมเครื่องจักรหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมพึ่งพาพวกเขาเป็นระบบสนับสนุนพื้นฐานของพวกเขา

● PCB หลายชั้นยังเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์การแพทย์เนื่องจากมีความสำคัญต่อการรับรองความแม่นยำความน่าเชื่อถือและความกะทัดรัด อุปกรณ์วินิจฉัยระบบตรวจสอบผู้ป่วยและอุปกรณ์การแพทย์ช่วยชีวิตได้รับอิทธิพลอย่างมากจากบทบาทสำคัญของพวกเขา

ประโยชน์และข้อดี

PCB หลายชั้นให้ประโยชน์และข้อดีหลายประการในแอปพลิเคชันความถี่สูงรวมถึง:

●ความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ได้รับการปรับปรุง: PCB หลายชั้นช่วยให้การกำหนดเส้นทางอิมพีแดนซ์ควบคุมการควบคุมลดการบิดเบือนสัญญาณและทำให้มั่นใจได้ว่าการส่งสัญญาณความถี่สูงที่เชื่อถือได้ สัญญาณรบกวนสัญญาณที่ต่ำกว่าของแผงวงจรที่พิมพ์หลายชั้นส่งผลให้ประสิทธิภาพการปรับปรุงประสิทธิภาพความเร็วและความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้น

● EMI ที่ลดลง: โดยการใช้ประโยชน์จากพื้นดินและเครื่องบินโดยเฉพาะ PCBs หลายชั้นจะยับยั้ง EMI ได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งจะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบและลดการรบกวนด้วยวงจรใกล้เคียง

●การออกแบบขนาดกะทัดรัด: ด้วยความสามารถในการรองรับส่วนประกอบและแผนการกำหนดเส้นทางที่ซับซ้อนมากขึ้น PCBs หลายชั้นเปิดใช้งานการออกแบบขนาดกะทัดรัดซึ่งสำคัญสำหรับแอพพลิเคชั่นที่ จำกัด พื้นที่เช่นอุปกรณ์มือถือและระบบการบินและอวกาศ

●การจัดการความร้อนที่ดีขึ้น: PCB หลายชั้นนำเสนอการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพผ่านการบูรณาการของความร้อน vias และชั้นทองแดงที่วางไว้อย่างมีกลยุทธ์เพิ่มความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของส่วนประกอบพลังงานสูง

●ความยืดหยุ่นในการออกแบบ: ความหลากหลายของ PCB หลายชั้นช่วยให้มีความยืดหยุ่นในการออกแบบที่มากขึ้นช่วยให้วิศวกรสามารถเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์ประสิทธิภาพเช่นการจับคู่ความต้านทานการหน่วงเวลาการแพร่กระจายของสัญญาณและการกระจายพลังงาน