Kiedy inżynierowie sprzętu po raz pierwszy zetkną się z wielowarstwowymi płytkami PCB, mogą poczuć się nieco przytłoczeni. Patrząc na płytki dziesięcio- lub ośmiowarstwowe z gęstymi, misternymi ścieżkami przypominającymi pajęczyny, można mieć wątpliwości, od czego zacząć. Projektowanie wielowarstwowych płytek PCB jest jednak istotnym i integralnym elementem nowoczesnych produktów elektronicznych. Strukturę wewnętrzną wielowarstwowych płytek PCB można przedstawić za pomocą grafiki trójwymiarowej, co pozwala na bardziej intuicyjne zrozumienie projektowania płytek drukowanych.Rdzeń HDI
High-Density Interconnect (HDI) to konstrukcja rdzenia dla wielowarstwowych płytek PCB, wyróżniająca się głównie technologią przelotek. Proces wytwarzania obwodów w wielowarstwowych płytkach PCB jest podobny do procesu produkcji płytek jedno- i dwuwarstwowych, a najważniejsza różnica tkwi w technologii przelotek. Obwody są trawione, a przelotki formowane poprzez wiercenie i miedziowanie.Rodzaje płytek drukowanych wielowarstwowych
Wielowarstwowe płytki drukowane to powszechne i kluczowe komponenty nowoczesnych produktów elektronicznych. Ich projektowanie i produkcja wymagają doboru różnej liczby warstw i technologii w zależności od złożoności i wymagań wydajnościowych produktów. Poniżej przedstawiono kilka popularnych typów wielowarstwowych płytek drukowanych i ich typowe zastosowania:Płytka PCB przewlekana
Płytka PCB przewlekana to najprostszy rodzaj wielowarstwowej płytki drukowanej, zazwyczaj składającej się z dwóch warstw połączonych ze sobą otworami przelotowymi. Ten typ płytki drukowanej nadaje się do niektórych prostych 8-bitowych mikrokontrolerów, oferując stosunkowo niższy koszt. Jednak ze względu na potencjalne zakłócenia sygnału i ograniczenia konstrukcyjne spowodowane połączeniami przewlekanymi, płytka ta została stopniowo zastąpiona innymi typami w przypadku produktów o wyższych wymaganiach wydajnościowych.Pierwsze zamówienie
Płytka First Order to popularna płytka przewlekana (THT) o 4 lub 6 warstwach, odpowiednia dla 32-bitowego, inteligentnego sprzętu na poziomie mikrokontrolerów. Zapewnia większą przestrzeń połączeń międzywarstwowych i elastyczność projektowania, pomagając w redukcji zakłóceń sygnału, zapewniając lepszą wydajność elektryczną i odporność na zakłócenia. Jednocześnie proces produkcji jest stosunkowo prosty, a koszty stosunkowo niskie, co czyni ją preferowanym wyborem dla wielu produktów o średniej złożoności.Druga tablica zamówień
Płytka drugiego rzędu to bardziej zaawansowany typ wielowarstwowej płytki drukowanej, zazwyczaj o 6–8 warstwach. Konstrukcja tej płytki jest bardziej złożona i nadaje się do inteligentnego sprzętu na poziomie systemu Linux i Android. W tych produktach układ interfejsów komunikacyjnych, sygnałów o dużej szybkości, zasilania i warstw masy wymaga większej precyzji, a zastosowanie płytki drugiego rzędu może lepiej spełnić te wymagania.Układ drugiego rzędu ułożony za pomocą PCB
Płytka PCB z przelotkami drugiego rzędu to złożony typ stosowany w płytkach o ośmiu lub więcej warstwach. Łączy ona cechy płytek pierwszego i drugiego rzędu, umożliwiając umieszczenie wielu przelotek w tym samym miejscu, co zapewnia większą gęstość połączeń i lepszą integralność sygnału. Jednak ze względu na swoją złożoność i trudności produkcyjne, jej zastosowanie jest ograniczone i stosowane głównie w zaawansowanych produktach wysokiej klasy.Płytki trzeciego rzędu i płytki obwodów wyższego rzędu
Płytki obwodowe trzeciego i wyższego rzędu są zazwyczaj stosowane w aplikacjach o ekstremalnie wysokiej wydajności, takich jak serwery, komputery wysokiej klasy itp., ze względu na złożoność konstrukcji i koszty produkcji. Płytki te oferują więcej warstw płaszczyzn sygnałowych i zasilania, co pozwala im sprostać wymaganiom złożonej transmisji sygnału i zarządzania energią. Ze względu na wysoką cenę są one zazwyczaj wykorzystywane w aplikacjach wymagających ekstremalnie wysokiej wydajności i niezawodności. Smartfony i inne kompaktowe produkty zazwyczaj wykorzystują 8-warstwowe płytki obwodowe pierwszego rzędu do 10-warstwowych płytek obwodowych drugiego rzędu. Ze względu na konieczność umieszczenia wielu funkcji i złożonych obwodów w ograniczonej przestrzeni, zastosowanie większej liczby warstw i płytek obwodowych wyższego rzędu pozwala na lepszą integralność sygnału, zarządzanie energią i wymagania dotyczące rozpraszania ciepła. Ogólnie rzecz biorąc, wybór odpowiedniego typu płytki wielowarstwowej zależy od wymagań wydajnościowych produktu, integralności sygnału, parametrów elektrycznych, złożoności układu i ograniczeń budżetowych. Wraz z ciągłym postępem technologicznym, coraz więcej produktów będzie wykorzystywać płytki obwodowe wyższego rzędu, aby sprostać stale rosnącym wymaganiom funkcjonalnym i wydajnościowym.Najbardziej powszechny typ otworu przelotowego
Istnieje tylko jeden rodzaj przelotki, biegnącej od pierwszej do ostatniej warstwy. Niezależnie od tego, czy jest to ścieżka zewnętrzna, czy wewnętrzna, przelotka jest wiercona na wylot, co nazywa się płytką PCB z otworami przelotowymi. Liczba warstw nie ma związku z płytkami PCB z otworami przelotowymi; nawet powszechnie stosowane płytki dwuwarstwowe posiadają otwory przelotowe. Wiele przełączników i płytek drukowanych klasy wojskowej, pomimo 20 warstw, nadal wykorzystuje przelotki przelotowe. Proces ten polega na wierceniu płytki PCB wiertłem, a następnie nakładaniu miedzi wewnątrz otworów w celu utworzenia połączeń elektrycznych.
Należy pamiętać, że średnice otworów przelotowych platerowanych wynoszą zazwyczaj 0,2 mm, 0,25 mm i 0,3 mm. Jednak wiertła o średnicy 0,2 mm są zazwyczaj droższe niż wiertła o średnicy 0,3 mm. Wynika to z faktu, że cieńsze wiertła są bardziej podatne na pękanie, a wiercenie trwa dłużej. Dodatkowy czas i koszt wierteł przekładają się na wyższe ceny płytek drukowanych.
Przelotki laserowe na płytkach HDI
Ten diagram przedstawia układ warstw 6-warstwowej płytki HDI (High-Density Interconnect) 1-rzędu. Górna i dolna powierzchnia składają się z dwóch warstw, każda z przelotkami laserowymi o średnicy 0,1 mm. Warstwy wewnętrzne posiadają przelotki mechaniczne, tworząc strukturę podobną do 4-warstwowej płytki przewlekanej, z dodatkowymi 2 warstwami pokrywającymi powierzchnię zewnętrzną.
Przelotki laserowe mogą przenikać przez włókna szklane, ale nie przez metaliczną miedź. W rezultacie przelotki na warstwach zewnętrznych nie wpływają na wewnętrzne prowadzenie przewodów. Po wierceniu laserowym otwory są miedziowane, tworząc mikroprzelotki laserowe.
Płytka HDI 2-warstwowa z dwuwarstwowym laserem
Powyższy rysunek przedstawia 6-warstwową płytkę HDI (z 2-etapowymi otworami naprzemiennymi). Zazwyczaj 6-warstwowe płytki HDI są rzadziej stosowane, a najczęściej preferowane są 8-warstwowe płytki HDI. Zasady są jednak takie same w przypadku większej liczby warstw, jak w przypadku 6-warstwowej płytki HDI. Termin „2-etapowy” odnosi się do obecności dwóch warstw otworów wywierconych laserowo. Termin „naprzemienny” oznacza, że dwie warstwy otworów wywierconych laserowo są niewspółosiowe. Dlaczego otwory są naprzemienne? Dzieje się tak, ponieważ podczas procesu miedziowania otwory mogą nie zostać całkowicie wypełnione, pozostawiając w nich puste przestrzenie. Dlatego nie jest możliwe bezpośrednie wiercenie w tych pustych przestrzeniach. Zamiast tego otwory muszą być naprzemiennie rozmieszczone w określonej odległości, a na nich powstaje kolejna warstwa pustych przestrzeni. 6-warstwowa 2-etapowa konstrukcja HDI oznacza, że istnieją 4 warstwy z 1-etapową konstrukcją HDI, a następnie dodawane są dodatkowe 2 warstwy na zewnątrz. 8-warstwowa 2-etapowa konstrukcja HDI oznacza, że istnieje 6 warstw z 1-etapową konstrukcją HDI, a następnie dodawane są dodatkowe 2 warstwy na zewnątrz. Technologia mikro-przelotek wiąże się ze złożonymi procesami i wyższymi kosztami, ponieważ dwie warstwy laserowo wierconych przelotek zachodzą na siebie. Pozwala to na uzyskanie bardziej zwartej konstrukcji. Przelotki w warstwie wewnętrznej muszą zostać pokryte galwanicznie przed utworzeniem przelotek w warstwie zewnętrznej. Ten proces czyni go droższym niż konwencjonalne płytki przewlekane. W przypadku ultra drogich płytek o wysokiej gęstości połączeń (HDI): obejmuje wiele warstw laserowo wierconych mikro-przelotek. Każda warstwa składa się z laserowo wierconych przelotek, co zapewnia elastyczność trasowania i tworzenia przelotek zgodnie z potrzebami. Inżynier układu jest niezwykle zadowolony i usatysfakcjonowany swoją pracą! Nie musi się już martwić, że nie uda mu się stworzyć idealnego projektu. Dział Zamówień stoi jednak pod ogromną presją, ponieważ koszt płytki Any-Layer HDI (High-Density Interconnect) jest ponad 10 razy wyższy w porównaniu ze standardowymi płytkami przewlekanymi! To również wyjaśnia, dlaczego tylko produkty z najwyższej półki, takie jak iPhone, mogą sobie pozwolić na tak drogie płytki. Obecnie wydaje się, że inne marki telefonów komórkowych nie słyszały o żadnym producencie płytek Any-Layer HDI.
SprintPCB: Twój niezawodny dostawca wsparcia PCB. SprintPCB to renomowana firma z branży zaawansowanych technologii, oferująca kompleksowe usługi produkcji PCB klientom na całym świecie. Dzięki naszemu bogatemu doświadczeniu i ekonomicznym rozwiązaniom możesz priorytetowo traktować kluczowe potrzeby swojej organizacji, ciesząc się płynnym procesem. Skontaktuj się z nami już dziś i dowiedz się, jak możemy Ci pomóc.
Dom > Zasoby > Blogi > Architektura wewnętrzna wielowarstwowych płytek PCB: odkrywanie fascynującego świata projektowania płytek PCB 
Budynek A19 i C2, dzielnica Fuqiao nr 3, ulica Fuhai, dzielnica Bao'an, Shenzhen, Chiny 
+86 0755 2306 7700
Język
