Příchod vícevrstvých desek plošných spojů
Historicky se desky plošných spojů vyznačovaly především svou jedno- nebo dvouvrstvou strukturou, což kladlo omezení na jejich vhodnost pro vysokofrekvenční aplikace kvůli zhoršení signálu a elektromagnetickému rušení (EMI). Zavedení vícevrstvých desek plošných spojů však vedlo k významnému pokroku v integritě signálu, zmírnění elektromagnetického rušení (EMI) a celkovém výkonu.
Vícevrstvé desky plošných spojů (obrázek 1) se skládají z mnoha vodivých vrstev, které jsou odděleny izolačními substráty. Tato konstrukce umožňuje sofistikovaný přenos signálů a napájecích rovin.
Vícevrstvé desky plošných spojů (PCB) se od svých jedno- nebo dvouvrstvých protějšků odlišují přítomností tří nebo více vodivých vrstev, které jsou odděleny izolačním materiálem, běžně známým jako dielektrické vrstvy. Propojení těchto vrstev je usnadněno průchody, což jsou nepatrné vodivé průchody, které usnadňují komunikaci mezi jednotlivými vrstvami. Složitá konstrukce vícevrstvých desek plošných spojů umožňuje větší koncentraci součástek a složité obvody, což je činí nezbytnými pro nejmodernější technologie.
Vícevrstvé desky plošných spojů (PCB) obvykle vykazují vysoký stupeň tuhosti kvůli inherentní výzvě dosažení více vrstev v rámci flexibilní struktury DPS. Elektrická spojení mezi vrstvami se vytvářejí pomocí několika typů propojení (obrázek 2), včetně slepých a zapuštěných propojení.
Konfigurace zahrnuje umístění dvou vrstev na povrch, aby se vytvořilo spojení mezi deskou plošných spojů (PCB) a vnějším prostředím. Obecně je hustota vrstev v deskách plošných spojů (PCB) sudá. To je způsobeno především náchylností lichých čísel k problémům, jako je deformace.
Počet vrstev se obvykle liší v závislosti na konkrétní aplikaci a obvykle se pohybuje v rozmezí čtyř až dvanácti vrstev.
Většina aplikací obvykle vyžaduje minimálně čtyři a maximálně osm vrstev. Naproti tomu aplikace, jako jsou chytré telefony, používají převážně celkem dvanáct vrstev.
Hlavní aplikace
Vícevrstvé desky plošných spojů se používají v široké škále elektronických aplikací (obrázek 3), včetně:
● Spotřební elektronika, kde vícevrstvé desky plošných spojů hrají zásadní roli při poskytování potřebného napájení a signálů pro širokou škálu produktů, jako jsou chytré telefony, tablety, herní konzole a nositelná zařízení. Elegantní a přenosná elektronika, na které jsme denně závislí, se připisuje jejímu kompaktnímu designu a vysoké hustotě součástek.
●V oblasti telekomunikací usnadňuje využití vícevrstvých desek plošných spojů plynulý přenos hlasových, datových a obrazových signálů v sítích, čímž zaručuje spolehlivou a efektivní komunikaci.
● Průmyslové řídicí systémy silně závisí na vícevrstvých deskách plošných spojů (PCB) kvůli jejich schopnosti efektivně řídit složité řídicí systémy, monitorovací mechanismy a automatizační postupy. Řídicí panely strojů, robotika a průmyslová automatizace se na ně spoléhají jako na svůj základní podpůrný systém.
●Vícevrstvé desky plošných spojů jsou důležité i pro zdravotnické prostředky, protože jsou klíčové pro zajištění přesnosti, spolehlivosti a kompaktnosti. Jejich důležitá role významně ovlivňuje diagnostická zařízení, systémy monitorování pacientů a zdravotnické prostředky zachraňující životy.
Výhody a výhody
Vícevrstvé desky plošných spojů (PCB) poskytují v aplikacích s vysokými frekvencemi několik výhod, včetně:
●Vylepšená integrita signálu: Vícevrstvé desky plošných spojů usnadňují řízené směrování impedance, minimalizují zkreslení signálu a zajišťují spolehlivý přenos vysokofrekvenčních signálů. Nižší rušení signálu vícevrstvými deskami plošných spojů vede ke zlepšení výkonu, rychlosti a spolehlivosti.
● Snížené elektromagnetické rušení: Vícevrstvé desky plošných spojů účinně potlačují elektromagnetické rušení, čímž zvyšují spolehlivost systému a minimalizují rušení se sousedními obvody, a tím zvyšují jeho spolehlivost.
●Kompaktní design: Díky možnosti osazení většího počtu součástek a složitých schémat zapojení umožňují vícevrstvé desky plošných spojů kompaktní provedení, což je klíčové pro aplikace s omezeným prostorem, jako jsou mobilní zařízení a letecké systémy.
●Vylepšený tepelný management: Vícevrstvé desky plošných spojů nabízejí efektivní odvod tepla díky integraci tepelných prostupů a strategicky umístěných měděných vrstev, což zvyšuje spolehlivost a životnost vysoce výkonných komponent.
●Flexibilita návrhu: Všestrannost vícevrstvých desek plošných spojů umožňuje větší flexibilitu návrhu a umožňuje inženýrům optimalizovat výkonové parametry, jako je přizpůsobení impedance, zpoždění šíření signálu a distribuce energie.