Что такое Многослойная печатная плата?

Многослойная печатная плата определяется как печатная плата, состоящая из трех или более слоев проводящей медной фольги. Они выглядят как слои двухсторонних печатных плат, ламинированных и склеенных вместе, с несколькими слоями изоляции между ними. Вся структура устроена так, что два слоя размещаются на стороне поверхности печатной платы для соединения с окружающей средой. Все электрические соединения между слоями выполняются через отверстия, такие как гальванические сквозные отверстия, глухие и заглубленные отверстия. Затем этот метод можно применить для создания очень сложных PCBS различных размеров.

Почему так широко используются многослойные печатные платы

Многослойные печатные платы появились в ответ на постоянно меняющиеся изменения в электронной промышленности. Со временем функции электронных устройств становятся все более сложными, требуя более сложных печатных плат. К сожалению, PCBS ограничены такими проблемами, как шум, паразитная емкость и перекрестные помехи, поэтому необходимо соблюдать определенные конструктивные ограничения. Эти конструктивные соображения затрудняли получение удовлетворительных характеристик односторонних или даже двусторонних печатных плат – отсюда и рождение многослойных печатных плат.

Инкапсуляция мощности двухслойных печатных плат в этот формат составляет лишь небольшую часть их размера, и многослойные печатные платы становятся все более популярными в электронике. Они бывают разных размеров и толщины, чтобы удовлетворить потребности расширенного применения, с вариациями от 4 до 12 слоев. Количество слоев обычно четное, потому что нечетные слои могут вызвать проблемы в схеме, такие как коробление, и их производство нерентабельно. Для большинства приложений требуется от четырех до восьми слоев, но такие приложения, как мобильные устройства и смартфоны, как правило, используют около 12 слоев, в то время как некоторые специализированные производители печатных плат могут производить около 100 слоев. Однако многослойные печатные платы с несколькими слоями встречаются редко, поскольку они чрезвычайно рентабельны.

Почему так широко используются многослойные печатные платы

Хотя производство многослойных ПХБ дороже и трудоемко, они становятся важной частью современных технологий. В основном это связано с множеством преимуществ, которые они предлагают, особенно по сравнению с одно- и двухэтажными разновидностями.

Преимущества многослойных печатных плат

С технической точки зрения многослойные печатные платы имеют ряд преимуществ в конструкции. К этим преимуществам многослойной печатной платы можно отнести:

• Небольшой размер. Одним из наиболее заметных и признанных преимуществ использования многослойных печатных плат является их размер. Из-за своей многоуровневой конструкции многослойные печатные платы сами по себе меньше других печатных плат с аналогичной функциональностью. Это принесло огромные преимущества современной электронике, поскольку в настоящее время наблюдается тенденция к уменьшению размеров, более компактных, но более мощных устройств, таких как смартфоны, ноутбуки, планшеты и носимые устройства.

• Легкая конструкция: меньшие ППБ используются для облегчения веса, особенно потому, что для соединения одно- и двухслойных ППС требуется несколько разъемов, которые заменяют многослойные конструкции. Опять же, это играет на руку современной электронике, которая, как правило, более мобильна.

• Высокое качество: эти типы печатных плат лучше, чем однослойные и двухслойные печатные платы из-за объема работы и планирования, которые необходимо выполнить при изготовлении многослойных печатных плат. В результате они также более надежны.

• Повышенная долговечность: многослойные печатные платы обычно служат дольше из-за своей природы. Эти многослойные печатные платы должны не только нести собственный вес, но и выдерживать тепло и давление, используемые для их склеивания. В дополнение к этим факторам, многослойные печатные платы используют несколько слоев изоляции между слоями схемы, комбинируя их с клеями препрега и защитными материалами.

• Повышенная гибкость: хотя это не относится ко всем многослойным компонентам печатных плат, в некоторых действительно используются гибкие методы конструирования, что приводит к гибким многослойным печатным платам. Это может быть идеальным для приложений, где небольшие изгибы и изгибы могут происходить на полурегулярной основе. Опять же, это не относится ко всем многослойным печатным платам, и чем больше слоев вы добавляете к гибкой печатной плате, тем менее гибкой становится печатная плата.

• Более мощный: многослойные печатные платы – это компоненты с чрезвычайно высокой плотностью, которые объединяют несколько слоев в ОДНУ ПП. Эти близкие расстояния делают платы более связанными, а присущие им электрические свойства позволяют им достигать большей емкости и скорости, несмотря на меньшие размеры.

• Единая точка подключения: многослойные печатные платы предназначены для использования как единое целое, а не последовательно с другими компонентами печатной платы. В результате у них есть одна точка подключения, а не несколько подключений, необходимых для использования нескольких однослойных печатных плат. Это также оказывается полезным при проектировании электронных продуктов, поскольку в конечном продукте требуется только одна точка подключения. Это особенно полезно для небольших электронных устройств и гаджетов, предназначенных для минимизации размера и веса.

Эти преимущества делают многослойные PCBS полезными в различных приложениях, особенно в мобильных устройствах и высокофункциональной электронике. В свою очередь, по мере того, как многие отрасли переходят на мобильные решения, многослойные PCBS находят свое место во все большем числе отраслевых приложений.

Почему так широко используются многослойные печатные платы

Недостатки многослойных печатных плат

Многослойная печатная плата имеет множество преимуществ и подходит для различных передовых технологий. Однако эти типы печатных плат не подходят для всех приложений. Фактически, некоторые недостатки могут перевесить преимущества многослойных печатных плат, особенно для электроники с более низкой стоимостью и сложностью. К этим недостаткам можно отнести:

• Более высокая стоимость: многослойные печатные платы намного дороже, чем одно- и двухслойные печатные платы на каждом этапе производственного процесса. Их сложно разработать, и на решение любых потенциальных проблем уходит много времени. Для их производства также требуются очень сложные производственные процессы, что требует от сборщиков много времени и труда. Кроме того, из-за природы этих печатных плат, любые ошибки, допущенные во время производства или сборки, чрезвычайно трудно исправить, что приводит к дополнительным затратам на рабочую силу или расходам на металлолом. Вдобавок ко всему, оборудование, используемое для производства многослойных PCBS, очень дорогое, потому что это все еще относительно новая технология. По всем этим причинам, если небольшой размер не является абсолютной необходимостью для приложения, более дешевая альтернатива может быть лучшим выбором.

• Сложное производство: многослойные печатные платы труднее производить, чем другие типы печатных плат, что требует больше времени на разработку и тщательных технологий производства. Это потому, что даже небольшие недостатки в конструкции или производстве печатной платы могут сделать ее неэффективной.

• Ограниченная доступность. Одна из самых больших проблем с многослойными печатными платами – это машины, необходимые для их производства. Не все производители печатных плат имеют средства или необходимость в таком устройстве, поэтому не все производители печатных плат имеют его. Это ограничивает количество производителей печатных плат, которые могут использоваться для производства многослойных печатных плат для клиентов. Поэтому рекомендуется внимательно узнать о возможностях производителя печатных плат в многослойных печатных платах, прежде чем выбирать производителя печатной платы в качестве производителя по контракту.

• Требуется технический проектировщик: как упоминалось ранее, многослойная печатная плата требует предварительного проектирования. Без предыдущего опыта это может быть проблематично. Многослойные платы требуют соединения между слоями, но должны одновременно уменьшать перекрестные помехи и проблемы с сопротивлением.Единственная проблема в конструкции может привести к тому, что плата не будет работать должным образом.

• Срок изготовления: по мере увеличения сложности возрастают и производственные требования. Это играет ключевую роль в обороте многослойных печатных плат – изготовление каждой платы требует много времени, что приводит к увеличению затрат на рабочую силу. Кроме того, это может привести к увеличению временного интервала между размещением заказа и получением продукта, что в некоторых случаях может быть проблематичным.

Однако эти проблемы никуда не делись. Хотя они обычно стоят больше, чем однослойные печатные платы, многослойные печатные платы имеют много преимуществ по сравнению с печатными платами этого типа.

Преимущества многослойных печатных плат перед однослойными альтернативами

Преимущества многослойных печатных плат перед однослойными становятся еще более очевидными. Некоторые из ключевых улучшений, которые обеспечивают многослойные печатные платы, включают:

• Более высокая плотность сборки: в то время как плотность однослойных ППБ ограничена их площадью поверхности, многослойные ППБ увеличивают их плотность за счет наслоения. Несмотря на меньший размер печатной платы, увеличение плотности обеспечивает большую функциональность, увеличивая емкость и скорость.

• Меньший размер: в целом многослойные печатные платы меньше однослойных. В то время как однослойная печатная плата должна увеличивать площадь поверхности схемы за счет увеличения размера, многослойная печатная плата увеличивает площадь поверхности за счет добавления слоев, тем самым уменьшая общий размер. Это позволяет использовать многослойные печатные платы большей емкости в устройствах меньшего размера, тогда как однослойные печатные платы большей емкости должны устанавливаться в более крупных изделиях.

• Легкий вес: интеграция компонентов в многослойную печатную плату означает меньшую потребность в разъемах и других компонентах, обеспечивая легкое решение для сложных электрических приложений. Многослойная печатная плата может выполнять тот же объем работы, что и несколько однослойных печатных плат, но с меньшим размером, меньшим количеством подключенных компонентов и меньшим весом. Это важное соображение для небольших электронных устройств, где вес имеет значение.

• Улучшенные конструктивные особенности: в целом, многослойная печатная плата может превзойти среднюю однослойную печатную плату. Благодаря сочетанию более контролируемых характеристик импеданса, более высокого уровня защиты от электромагнитных помех и общего улучшения качества конструкции многослойные печатные платы могут достичь большего, несмотря на то, что они меньше и легче.

Почему так широко используются многослойные печатные платы

Итак, что означают эти факторы при выборе многослойных и однослойных структур? По сути, если вы хотите производить небольшое, легкое и сложное оборудование, где качество имеет решающее значение, многослойная печатная плата может быть вашим лучшим выбором. Однако, если размер и вес не являются основными факторами при разработке продукта, конструкции однослойных или двухслойных печатных плат могут быть более рентабельными.