Monikerroksisten piirilevyjen tulo

Historiallisesti piirilevyille oli ensisijaisesti ominaista niiden yksi- tai kaksikerroksinen rakenne, mikä asetti rajoituksia niiden soveltuvuudelle korkeataajuussovelluksiin signaalin heikkenemisen ja sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) vuoksi. Monikerroksisten piirilevyjen käyttöönotto on kuitenkin johtanut merkittäviin edistysaskeliin signaalin eheydessä, sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) lieventämisessä ja yleisessä suorituskyvyssä.

Monikerroksiset piirilevyt (kuva 1) koostuvat useista johtavista kerroksista, jotka on erotettu toisistaan ​​eristävien alustojen avulla. Tämä rakenne mahdollistaa signaalien ja tehotasojen siirron hienostuneella tavalla.

Monikerroksiset piirilevyt (PCB) erotetaan yksi- tai kaksikerroksisista vastineistaan ​​siten, että niissä on vähintään kolme johtavaa kerrosta, jotka on erotettu toisistaan ​​eristävällä materiaalilla, joka tunnetaan yleisesti dielektrisinä kerroksina. Näiden kerrosten yhteenliittämistä helpottavat läpiviennit, jotka ovat pieniä johtavia kanavia, jotka helpottavat eri kerrosten välistä kommunikaatiota. Monikerroksisten piirilevyjen monimutkainen rakenne mahdollistaa komponenttien suuremman keskittymisen ja monimutkaiset piirit, mikä tekee niistä välttämättömiä huipputeknologialle.

Monikerroksisilla piirilevyillä on tyypillisesti suuri jäykkyysaste, koska useiden kerrosten saavuttaminen joustavassa piirilevyrakenteessa on luontainen haaste. Kerrosten väliset sähköiset yhteydet muodostetaan käyttämällä useita erityyppisiä läpivientireikiä (kuva 2), mukaan lukien sokko- ja haudatut läpiviennit.

Kokoonpano tarkoittaa kahden kerroksen sijoittamista pinnalle yhteyden muodostamiseksi piirilevyn (PCB) ja ulkoisen ympäristön välille. Yleisesti ottaen piirilevyjen (PCB) kerrostiheys on parillinen. Tämä johtuu pääasiassa parittomien lukujen alttiudesta esimerkiksi vääntymiselle.

Kerrosten lukumäärä vaihtelee tyypillisesti sovelluksesta riippuen ja on tyypillisesti neljästä kahteentoista kerrokseen.
Yleensä useimmat sovellukset tarvitsevat vähintään neljä ja enintään kahdeksan kerrosta. Sitä vastoin sovellukset, kuten älypuhelimet, käyttävät pääasiassa yhteensä kahtatoista kerrosta.

Tärkeimmät käyttökohteet

Monikerroksisia piirilevyjä käytetään monenlaisissa elektroniikkasovelluksissa (kuva 3), mukaan lukien:

● Kulutuselektroniikka, jossa monikerroksisilla piirilevyillä on keskeinen rooli tarvittavan virran ja signaalien tarjoamisessa monenlaisille tuotteille, kuten älypuhelimille, tableteille, pelikonsoleille ja puettaville laitteille. Tyylikäs ja kannettava elektroniikka, josta olemme päivittäin riippuvaisia, johtuu niiden kompaktista suunnittelusta ja suuresta komponenttitiheydestä.

● Televiestinnän alalla monikerroksisten piirilevyjen käyttö helpottaa ääni-, data- ja videosignaalien sujuvaa siirtoa verkkojen välillä, mikä takaa luotettavan ja tehokkaan viestinnän.

● Teollisuuden ohjausjärjestelmät ovat erittäin riippuvaisia ​​monikerroksisista piirilevyistä (PCB), koska ne pystyvät tehokkaasti hallitsemaan monimutkaisia ​​ohjausjärjestelmiä, valvontamekanismeja ja automaatiomenettelyjä. Koneenohjauspaneelit, robotiikka ja teollisuusautomaatio käyttävät niitä perustavanlaatuisena tukijärjestelmänään.

● Monikerroksiset piirilevyt ovat merkityksellisiä myös lääkinnällisille laitteille, koska ne ovat ratkaisevan tärkeitä tarkkuuden, luotettavuuden ja kompaktiuden varmistamiseksi. Diagnostiikkalaitteisiin, potilasvalvontajärjestelmiin ja elämää pelastaviin lääkinnällisiin laitteisiin niiden tärkeä rooli vaikuttaa merkittävästi.

Hyödyt ja edut

Monikerroksiset piirilevyt tarjoavat useita etuja ja hyötyjä korkeataajuussovelluksissa, mukaan lukien:

● Parannettu signaalin eheys: Monikerroksiset piirilevyt mahdollistavat hallitun impedanssin reitityksen, minimoivat signaalin vääristymän ja varmistavat korkeataajuisten signaalien luotettavan siirron. Monikerroksisten piirilevyjen pienemmät signaalihäiriöt parantavat suorituskykyä, nopeutta ja luotettavuutta.

●Vähennetty sähkömagneettinen häiriö: Käyttämällä erillisiä maadoitus- ja tehotasoja monikerroksiset piirilevyt vaimentavat tehokkaasti sähkömagneettisia häiriöitä, mikä parantaa järjestelmän luotettavuutta ja minimoi häiriöitä viereisiin piireihin.

●Kompakti muotoilu: Monikerroksiset piirilevyt mahdollistavat kompaktin muotoilun, koska niihin voidaan asentaa enemmän komponentteja ja monimutkaisia ​​reititysjärjestelmiä. Tämä on ratkaisevan tärkeää tilaa säästäville sovelluksille, kuten mobiililaitteille ja ilmailu- ja avaruusjärjestelmille.

● Parannettu lämmönhallinta: Monikerroksiset piirilevyt tarjoavat tehokkaan lämmönpoiston lämpöreikien ja strategisesti sijoitettujen kuparikerrosten integroinnin ansiosta, mikä parantaa suuritehoisten komponenttien luotettavuutta ja käyttöikää.

● Suunnittelun joustavuus: Monikerroksisten piirilevyjen monipuolisuus mahdollistaa suuremman suunnittelun joustavuuden, jolloin insinöörit voivat optimoida suorituskykyparametreja, kuten impedanssin sovitusta, signaalin etenemisviivettä ja tehonjakoa.