Поява багатошарових друкованих плат
Історично склалося так, що друковані плати в першу чергу характеризувалися одно- або двошаровою структурою, що накладало обмеження на їх придатність для високочастотних застосувань через погіршення сигналу та електромагнітні перешкоди (EMI). Тим не менш, впровадження багатошарових друкованих плат призвело до помітних успіхів у цілісності сигналу, пом’якшенні електромагнітних перешкод (EMI) і загальній продуктивності.
Багатошарові друковані плати (рис. 1) складаються з численних провідних шарів, які розділені ізоляційними підкладками. Ця конструкція забезпечує складну передачу сигналів і площин живлення.
Багатошарові друковані плати (PCB) відрізняються від своїх одно- або двошарових аналогів наявністю трьох або більше провідних шарів, які розділені ізоляційним матеріалом, широко відомим як діелектричні шари. Взаємозв’язку цих шарів сприяють отвори, які є невеликими провідними проходами, що полегшують зв’язок між окремими шарами. Складна конструкція багатошарових друкованих плат забезпечує більшу концентрацію компонентів і складних схем, що робить їх необхідними для найсучасніших технологій.
Багатошарові друковані плати, як правило, демонструють високий ступінь жорсткості через властиву проблему досягнення кількох шарів у гнучкій структурі друкованої плати. Електричні з’єднання між шарами встановлюються за допомогою використання кількох типів отворів (малюнок 2), включаючи глухі та заховані переходи.
Конфігурація передбачає розміщення двох шарів на поверхні для встановлення зв’язку між друкованою платою (PCB) і зовнішнім середовищем. Загалом, щільність шарів у друкованих платах (PCB) рівномірна. Насамперед це пов’язано з чутливістю непарних чисел до таких проблем, як деформація.
Кількість шарів зазвичай варіюється в залежності від конкретного застосування, зазвичай потрапляючи в діапазон від чотирьох до дванадцяти шарів.
Як правило, більшість додатків вимагають мінімум чотирьох і максимум восьми рівнів. Навпаки, такі програми, як смартфони, переважно використовують загалом дванадцять рівнів.
Основні програми
Багатошарові друковані плати використовуються в широкому спектрі електронних застосувань (рис. 3), включаючи:
●Побутова електроніка, де багатошарові друковані плати відіграють фундаментальну роль, забезпечуючи необхідне живлення та сигнали для широкого спектру продуктів, таких як смартфони, планшети, ігрові консолі та носимі пристрої. Елегантна портативна електроніка, від якої ми залежимо щодня, пояснюється її компактним дизайном і високою щільністю компонентів
●У галузі телекомунікацій використання багатошарових друкованих плат сприяє плавній передачі голосу, даних і відеосигналів у мережах, тим самим гарантуючи надійний і ефективний зв’язок
●Промислові системи управління значною мірою залежать від багатошарових друкованих плат (PCB) через їх здатність ефективно керувати складними системами керування, механізмами моніторингу та процедурами автоматизації. Панелі керування машинами, робототехніка та промислова автоматизація покладаються на них як на свою основну систему підтримки
●Багатошарові друковані плати також актуальні для медичних пристроїв, оскільки вони мають вирішальне значення для забезпечення точності, надійності та компактності. Діагностичне обладнання, системи моніторингу пацієнтів і медичні пристрої для порятунку життя значною мірою залежать від їх важливої ролі.
Вигоди та переваги
Багатошарові друковані плати забезпечують ряд переваг у високочастотних додатках, зокрема:
●Покращена цілісність сигналу: багатошарові друковані плати полегшують керовану маршрутизацію імпедансу, мінімізуючи спотворення сигналу та забезпечуючи надійну передачу високочастотних сигналів. Низькі перешкоди сигналу багатошарових друкованих плат призводять до покращення продуктивності, швидкості та надійності
● Зниження електромагнітних перешкод: завдяки використанню спеціальної площини заземлення та живлення багатошарові друковані плати ефективно пригнічують електромагнітні перешкоди, тим самим підвищуючи надійність системи та мінімізуючи перешкоди з сусідніми ланцюгами.
● Компактний дизайн: Завдяки можливості розміщення більшої кількості компонентів і складних схем маршрутизації, багатошарові друковані плати забезпечують компактні конструкції, що має вирішальне значення для програм з обмеженим простором, таких як мобільні пристрої та аерокосмічні системи.
●Покращене управління температурою: багатошарові друковані плати забезпечують ефективне розсіювання тепла завдяки інтеграції теплових отворів і стратегічно розміщених мідних шарів, що підвищує надійність і термін служби компонентів високої потужності.
●Гнучкість конструкції: універсальність багатошарових друкованих плат забезпечує більшу гнучкість конструкції, дозволяючи інженерам оптимізувати такі параметри продуктивності, як узгодження імпедансу, затримка поширення сигналу та розподіл потужності.