Появата на многослойни печатни платки
В исторически план печатните платки се характеризираха предимно с еднослойна или двуслойна структура, което налагаше ограничения върху пригодността им за високочестотни приложения поради влошаване на сигнала и електромагнитни смущения (EMI). Въпреки това, въвеждането на многослойни печатни платки доведе до забележителен напредък в целостта на сигнала, намаляването на електромагнитните смущения (EMI) и цялостната производителност.
Многослойните печатни платки (Фигура 1) се състоят от множество проводими слоеве, разделени от изолационни подложки. Този дизайн позволява предаването на сигнали и захранващи плоскости по сложен начин.
Многослойните печатни платки (PCB) се отличават от своите еднослойни или двуслойни аналози по наличието на три или повече проводими слоя, разделени от изолационен материал, известен като диелектрични слоеве. Взаимното свързване на тези слоеве се улеснява от отвори (vias), които са миниатюрни проводими канали, улесняващи комуникацията между отделните слоеве. Сложният дизайн на многослойните печатни платки позволява по-голяма концентрация на компоненти и сложни схеми, което ги прави важни за най-съвременните технологии.
Многослойните печатни платки обикновено показват висока степен на твърдост поради присъщото предизвикателство за постигане на множество слоеве в рамките на гъвкава структура на печатна платка. Електрическите връзки между слоевете се установяват чрез използването на няколко вида отвори (фигура 2), включително слепи и заровени отвори.
Конфигурацията включва поставянето на два слоя върху повърхността, за да се установи връзка между печатната платка (PCB) и външната среда. Като цяло, плътността на слоевете в печатните платки (PCB) е четна. Това се дължи главно на податливостта на нечетните числа към проблеми като деформация.
Броят на слоевете обикновено варира в зависимост от конкретното приложение, като обикновено попада в диапазона от четири до дванадесет слоя.
Обикновено повечето приложения изискват минимум четири и максимум осем слоя. За разлика от тях, приложения като смартфоните използват предимно общо дванадесет слоя.
Основни приложения
Многослойните печатни платки се използват в широк спектър от електронни приложения (Фигура 3), включително:
●Потребителска електроника, където многослойните печатни платки играят основна роля, осигурявайки необходимото захранване и сигнали за широка гама от продукти, като смартфони, таблети, игрови конзоли и носими устройства. Елегантната и преносима електроника, от която зависим ежедневно, се дължи на компактния ѝ дизайн и високата плътност на компонентите.
●В областта на телекомуникациите, използването на многослойни печатни платки улеснява безпроблемното предаване на глас, данни и видео сигнали през мрежите, като по този начин гарантира надеждна и ефективна комуникация.
● Индустриалните системи за управление силно зависят от многослойни печатни платки (PCB) поради способността им ефективно да управляват сложни системи за управление, механизми за мониторинг и процедури за автоматизация. Машинните контролни панели, роботиката и индустриалната автоматизация разчитат на тях като основна система за поддръжка.
● Многослойните печатни платки са от значение и за медицинските изделия, тъй като са от решаващо значение за осигуряване на прецизност, надеждност и компактност. Диагностичното оборудване, системите за наблюдение на пациенти и животоспасяващите медицински изделия са значително повлияни от тяхната важна роля.
Ползи и предимства
Многослойните печатни платки предоставят няколко предимства и предимства във високочестотни приложения, включително:
●Подобрена цялост на сигнала: Многослойните печатни платки улесняват контролираното импедансно насочване, минимизирайки изкривяванията на сигнала и осигурявайки надеждно предаване на високочестотни сигнали. По-ниските смущения на сигнала от многослойните печатни платки водят до подобрена производителност, скорост и надеждност.
●Намалено електромагнитно смущение: Чрез използването на специални заземяващи и захранващи равнини, многослойните печатни платки ефективно потискат електромагнитното смущение, като по този начин повишават надеждността на системата и минимизират смущенията със съседните вериги.
●Компактен дизайн: С възможността за побиране на повече компоненти и сложни схеми за трасиране, многослойните печатни платки позволяват компактни дизайни, от решаващо значение за приложения с ограничено пространство, като мобилни устройства и аерокосмически системи.
●Подобрено управление на температурата: Многослойните печатни платки предлагат ефективно разсейване на топлината чрез интегриране на термични отвори и стратегически разположени медни слоеве, което повишава надеждността и живота на високоенергийните компоненти.
●Гъвкавост на дизайна: Универсалността на многослойните печатни платки позволява по-голяма гъвкавост на дизайна, което позволява на инженерите да оптимизират параметри на производителност, като например импедансно съгласуване, забавяне на разпространението на сигнала и разпределение на мощността.