Mis on Mitmekihiline PCB?

Mitmekihiline trükkplaat on trükkplaat, mis koosneb kolmest või enamast juhtivat vaskfooliumi kihist. Need näevad välja nagu kahepoolsed trükkplaadid, mis on lamineeritud ja liimitud, nende vahel on mitu isolatsioonikihti. Kogu struktuur on paigutatud nii, et keskkonnaga ühendamiseks asetatakse PCB pinnale kaks kihti. Kõik kihtide vahelised elektriühendused tehakse aukude kaudu, näiteks galvaniseeritud aukude, pimeaukude ja maetud aukude kaudu. Seda meetodit saab seejärel kasutada erineva suurusega väga keerukate PCBS -ide genereerimiseks.

Miks kasutatakse mitmekihilisi PCBS -sid nii laialdaselt?

Mitmekihiline PCBS tekkis vastuseks pidevalt muutuvatele muutustele elektroonikatööstuses. Aja jooksul on elektroonikaseadmete funktsioonid muutunud üha keerukamaks, nõudes keerukamat PCBS -i. Kahjuks on PCBS piiratud selliste probleemidega nagu müra, hulkuv mahtuvus ja läbikäik, seega tuleb järgida teatavaid projekteerimispiiranguid. Need disaini kaalutlused raskendasid ühe- või isegi kahepoolse PCBS-i rahuldava jõudluse saavutamist-seega sündis mitmekihiline PCBS.

Kahekihilise PCBS-i võimsuse kaasamine sellesse vormingusse on vaid murdosa suurusest ja mitmekihilised PCBS-id muutuvad elektroonikas üha populaarsemaks. Neid on erineva suuruse ja paksusega, et rahuldada nende laiendatud rakenduste vajadusi, varieerudes 4 kuni 12 kihti. Kihtide arv on tavaliselt paaris, kuna paaritu kihid võivad tekitada vooluringis probleeme, näiteks väändumist, ja nende tootmine ei ole tasuv. Enamik rakendusi nõuab nelja kuni kaheksa kihti, kuid sellised rakendused nagu mobiilseadmed ja nutitelefonid kasutavad tavaliselt umbes 12 kihti, samas kui mõned spetsialiseeritud trükkplaatide tootjad suudavad toota ligi 100 kihti. Mitmekihilisi PCBS-sid, millel on mitu kihti, on aga harva, kuna need on äärmiselt kulutõhusad.

Miks kasutatakse mitmekihilisi PCBS -sid nii laialdaselt?

Kuigi mitmekihiliste PCBS-ide tootmine on tavaliselt kallim ja töömahukam, on need muutumas kaasaegse tehnoloogia oluliseks osaks. See on peamiselt tingitud paljudest eelistest, mida nad pakuvad, eriti võrreldes ühe- ja kahekorruseliste sortidega.

Mitmekihilise PCBS eelised

Tehnilisest seisukohast on mitmekihilistel PCBS-idel mitmeid eeliseid. Need mitmekihiliste trükkplaatide eelised hõlmavad järgmist:

• Väike suurus: mitmekihiliste trükkplaatide kasutamise üks silmapaistvamaid ja tunnustatumaid eeliseid on nende suurus. Kihilise disaini tõttu on mitmekihilised PCBS -id ise väiksemad kui teised sarnase funktsionaalsusega PCBS -id. See on toonud kaasaegsele elektroonikale tohutut kasu, kuna praegune suundumus on väiksemate, kompaktsemate, kuid võimsamate vidinate, näiteks nutitelefonide, sülearvutite, tahvelarvutite ja kantavate seadmete poole.

• Kerge konstruktsioon: väiksemaid PCBS-sid kasutatakse kergema kaalu jaoks, eriti kuna ühe- ja kahekihilise PCBS-i ühendamiseks vajalikud mitmed pistikud on mitmekihiliste konstruktsioonide kasuks välja jäetud. Jällegi mängib see kaasaegse elektroonika kätte, mis kipub olema mobiilsem.

• Kõrge kvaliteet: seda tüüpi PCBS-id kipuvad olema paremad kui ühekihilised ja kahekihilised PCBS-id, kuna tegemist on töö ja planeerimisega, mis tuleb mitmekihiliste PCBS-ide valmistamisel teha. Selle tulemusena on need ka usaldusväärsemad.

• Parem vastupidavus: mitmekihilised PCBS-id kestavad oma olemuse tõttu kauem. Need mitmekihilised PCBS -id peavad mitte ainult oma kaalu kandma, vaid ka suutma taluda kuumust ja survet, mida kasutatakse nende liimimiseks. Lisaks nendele teguritele kasutavad mitmekihilised PCBS -id vooluringi kihtide vahel mitut isolatsioonikihti, kombineerides need prepreg -liimide ja kaitsvate materjalidega.

• Suurem paindlikkus: kuigi see ei kehti kõigi mitmekihiliste trükkplaatide komponentide kohta, kasutavad mõned paindlikke ehitusmeetodeid, mille tulemuseks on paindlik mitmekihiline PCBS. See võib olla ideaalne rakenduste jaoks, kus võib tekkida kerge paindumine ja painutamine pooleldi korrapäraselt. Jällegi, see ei kehti kõigi mitmekihiliste PCBS -ide kohta ja mida rohkem kihte paindlikule trükkplaadile lisate, seda vähem paindlikuks PCB muutub.

• Võimsam: mitmekihilised PCBS-id on äärmiselt suure tihedusega komponendid, mis ühendavad mitu kihti ÜHEKS PCB-ks. Need lähedased vahemaad muudavad tahvlid rohkem ühendatuks ning nende olemuslikud elektrilised omadused võimaldavad neil saavutada väiksema võimsuse ja suurema kiiruse.

• Üks ühenduspunkt: mitmekihilised PCBS-id on mõeldud kasutamiseks ühe üksusena, mitte teiste PCB-komponentidega jadana. Selle tulemusena on neil üks ühenduspunkt, mitte mitme ühekihilise PCBS-i kasutamiseks vajalikud ühendused. See osutub kasulikuks ka elektroonilises tootekujunduses, kuna need peavad lõpptootes sisaldama ainult ühte ühenduspunkti. See on eriti kasulik väikeste elektroonikaseadmete ja vidinate jaoks, mis on mõeldud suuruse ja kaalu minimeerimiseks.

Need eelised muudavad mitmekihilise PCBS-i kasulikuks mitmesugustes rakendustes, eriti mobiilseadmetes ja suure funktsionaalsusega elektroonikas. Omakorda, kuna paljud tööstusharud lähevad üle mobiilsetele lahendustele, leiavad mitmekihilised PCBS-id koha üha enamates tööstusharuspetsiifilistes rakendustes.

Miks kasutatakse mitmekihilisi PCBS -sid nii laialdaselt?

Mitmekihiliste PCBS -ide puudused

Mitmekihilisel trükkplaadil on palju eeliseid ja see sobib erinevate arenenud tehnoloogiate jaoks. Seda tüüpi PCBS -id ei sobi siiski kõikidele rakendustele. Tegelikult võivad mitmed puudused kaaluda üles mitmekihilise PCBS -i eelised, eriti odavama ja keerukama elektroonika puhul. Nende puuduste hulka kuuluvad:

• Kõrgemad kulud: mitmekihilised PCBS-id on tootmisprotsessi igas etapis palju kallimad kui ühe- ja kahekihilised. Neid on raske kujundada ja võimalike probleemide lahendamiseks kulub palju aega. Nende tootmiseks on vaja ka väga keerukaid tootmisprotsesse, mis nõuab kokkupanekutelt palju aega ja vaeva. Lisaks on nende PCBS -i olemuse tõttu tootmise või kokkupaneku käigus tehtud vigu äärmiselt raske ümber töödelda, mille tulemuseks on täiendavad tööjõukulud või jäägid. Lisaks on mitmekihiliste PCBS -ide tootmiseks kasutatavad seadmed väga kallid, kuna see on veel suhteliselt uus tehnoloogia. Kõigil neil põhjustel, välja arvatud juhul, kui väike suurus on rakenduse jaoks hädavajalik, võib odavam alternatiiv olla parem valik.

• Kompleksne tootmine: mitmekihilisi PCBS-e on keerulisem toota kui teisi PCB-tüüpe, mis nõuavad rohkem projekteerimisaega ja hoolikat tootmistehnikat. Seda seetõttu, et isegi väikesed vead trükkplaatide projekteerimisel või tootmisel võivad muuta selle ebaefektiivseks.

• Piiratud kättesaadavus: mitmekihiliste PCBS-ide üks suurimaid probleeme on nende tootmiseks vajalikud masinad. Kõigil trükkplaatide tootjatel pole sellise masina jaoks vajalikku vajadust ega vajadust, nii et kõik trükkplaatide tootjad seda ei kanna. See piirab PCB-tootjate arvu, mida saab kasutada klientidele mitmekihiliste PCBS-ide tootmiseks. Seetõttu on soovitatav enne PCB-tootja kui lepingutootja üle otsustamist hoolikalt uurida PCB-tootja võimalusi mitmekihilises PCBS-is.

• Vajalik tehniline disainer: Nagu varem mainitud, vajavad mitmekihilised PCBS-id eelnevalt palju disaini. Ilma eelneva kogemuseta võib see olla problemaatiline. Mitmekihilised tahvlid vajavad kihtide vahelist ühendust, kuid peavad samaaegselt vähendama ülekuulamis- ja takistusprobleeme.Disaini üks probleem võib põhjustada plaadi, mis ei tööta korralikult.

• Tootmisaeg: keerukuse kasvades suurenevad ka tootmisnõuded. See mängib mitmekihiliste PCBS-i käibes võtmerolli-iga plaadi tootmine võtab palju aega, mille tulemuseks on rohkem tööjõukulusid. Lisaks võib see kaasa tuua pikema ajavahemiku tellimuse vormistamise ja toote kättesaamise vahel, mis võib mõnel juhul olla problemaatiline.

Need probleemid pole aga mitmekihilise PCBS-i kasulikkusest kadunud. Kuigi need kipuvad maksma rohkem kui ühekihilised PCBS-id, on mitmekihilistel PCBS-idel seda tüüpi trükkplaatide ees palju eeliseid.

Mitmekihiliste PCBS-ide eelised ühekihiliste alternatiivide ees

Mitmekihiliste PCBS-ide eelised ühekihiliste alternatiivide ees muutuvad veelgi ilmsemaks. Mõned peamised täiustused, mida mitmekihiline PCBS pakub, on järgmised:

• Suurem koostetihedus: kui ühekihiliste PCBS-de tihedust piirab nende pindala, siis mitmekihilised PCBS-id korrutavad nende tiheduse kihiti. Vaatamata trükkplaadi väiksemale suurusele võimaldab tiheduse suurenemine suuremat funktsionaalsust, võimsust ja kiirust.

• Väiksem suurus: Üldiselt on mitmekihilised PCBS-id väiksemad kui ühekihilised. Kui ühekihiline PCBS peab suurendama ahela pinda, suurendades selle suurust, siis mitmekihilised PCBS suurendavad pindala, lisades kihte, vähendades seeläbi üldist suurust. See võimaldab väiksema võimsusega mitmekihilist PCBS-i kasutada väiksemates seadmetes, samas kui suurema võimsusega ühekihilised PCBS-id tuleb paigaldada suurematesse toodetesse.

• Kergem kaal: komponentide integreerimine mitmekihilisse PCBS-i tähendab väiksemat vajadust pistikute ja muude komponentide järele, pakkudes kerget lahendust keerulisteks elektrirakendusteks. Mitmekihiline PCBS võib teha sama palju tööd kui mitu ühekihilist PCBS-i, kuid väiksema suurusega, vähem ühendatud komponente ja väiksema kaaluga. See on oluline kaalutlus väikeste elektroonikaseadmete puhul, kus kaal on murettekitav.

• Täiustatud disainifunktsioonid: üldiselt võivad mitmekihilised PCBS-id edestada keskmist ühekihilist PCBS-i. Kombineerides rohkem kontrollitud impedantsiomadusi, kõrgemat EMI varjestust ja üldiselt paremat disainikvaliteeti, võib mitmekihiline PCBS saavutada rohkem, hoolimata sellest, et see on väiksem ja kergem.

Miks kasutatakse mitmekihilisi PCBS -sid nii laialdaselt?

Niisiis, mida need tegurid tähendavad, kui otsustatakse mitmekihiliste ja ühekihiliste struktuuride üle? Põhimõtteliselt, kui soovite toota väikeseid, kergeid ja keerukaid seadmeid, mille kvaliteet on kriitiline, võib mitmekihiline PCBS olla teie parim valik. Kui aga suurus ja kaal ei ole toote kujundamisel peamised tegurid, võivad ühe- või kahekihilised trükkplaatide kujundused olla kulutõhusamad.