Tartalomjegyzék
A modern trendek a PCB rétegek is lehetővé teszik a PCB-ket, hogy több réteg hogy még összetettebb tervek és miniatürizálás. A megfelelő rétegezés előnyös az átviteli és vételi jelek és a teljesítmény navigálásában, hogy az eszköz optimálisan működjön.
Csatlakozzon a ELEPCB, az Ön elsőszámú partnere, ahogy végigvezetjük Önt a végső perspektíván keresztül a PCB Rétegek.
Mi az a PCB réteg?
Nyomtatott áramköri lapok (PCB-k) több rétegből áll, amelyek mindegyike meghatározott szerepet tölt be. Az említett rétegek az eszköz hierarchiájától függően egytől többig és még többig terjedhetnek.Ez a rugalmassági réteg alkalmazásakor kisméretű és elegáns eszközöket eredményez, a kézben tartott mobil eszközöktől kezdve a orvostechnikai eszközök.
PCB réteg funkciók és struktúrák
1 Mechanikai rétegek
A mechanikai rétegek a nyomtatott áramköri lap összes külső sík felületét leírják, kezdve a vastagságtól egészen a réznyomok vastagságáig. Ide tartoznak az olyan jellemzők, mint a lap élei, csavarfuratok és egyéb nyílások. Ezek a rétegek segítenek a PCB gyártás folyamatot, valamint segít az alkatrészek megfelelő elrendezésében a táblán.
2 Keep-Out réteg
A tiltott zónák olyan zónákat határoznak meg egy rétegen, ahol nem lehet alkatrészt vagy nyomvonalat elhelyezni. Ez lehetővé teszi, hogy a mechanikailag vagy funkcionálisan fontos területek, pl. csatlakozások vagy a hőelvezetéshez szükséges területek nyitva maradjanak.
3 Jelátviteli rétegek
Ezek a rétegek fémsávokkal rendelkeznek, amelyek összekapcsolják az alkatrészeket a PCB felület. A csatlakozók és összekötők az áramkörben lévő elektromos jeleket továbbítják, és az áramkör többi komponenséhez a megfelelő módon és optimális teljesítménnyel kapcsolják őket.
4 Teljesítmény- és alaplapok
A táp- és földsíkok speciális rétegek, amelyeket a nyomtatott áramköri elrendezésben használnak, és amelyek nagyáramú/teljesítményű útvonalként szolgálnak a tápelosztáshoz és a földcsatlakozásokhoz. Segítenek a zajszűrésben és a konzisztencia fenntartásában azáltal, hogy minimalizálják az áram interferenciáját, ugyanakkor jó visszatérési utat biztosítanak ugyanahhoz a forráshoz.
5 Osztott teljesítmény- és alapsíkok
A földsíkok a NYÁK bizonyos részének változatos tápellátást vagy földelést biztosítanak. Ez az elválasztás minimalizálhatja a zajszinteket, vagy elválaszthatja az analóg jeleket a digitális jelektől vagy a többféle teljesítményszintektől.
6 forrasztási maszk réteg
A forrasztási maszk egy olyan lemez, amelyet a rézfelületek fölé helyeznek, és csak a forrasztható zónák láthatók. Elkerüli a forraszanyag kialakulását két nyomvonal között, és a NYÁK-ot a külső tényezők ellen is védi.
7 forraszpaszta rétegek
A forraszpaszta ábrázolások azt mutatják, hogy hol forraszpaszta a felületre szerelt alkatrészek beszerelése előtt kell elhelyezni. Így a paszta kulcsszerepet játszik az alkatrészek közötti szilárd kapcsolat kialakításában a következőkkel összefüggésben reflow forrasztás.
8 szitanyomás réteg
A nyomtatott áramköri lapra nyomtatandó szöveget és szimbólumokat szitanyomás rétegeknek nevezzük. Ez a címkékre, referenciakijelölésekre és egyéb jelölésekre vonatkozik, amelyek az összeszerelés, a jelenlegi hibaelhárítás és az elektronikus berendezések karbantartása során hasznosak.
PCB rétegről rétegre
A nyomtatott áramköri lapok tervezésénél a rétegek közötti szigetelés egy kulcsfontosságú tényező az áramkör megfelelő működésének biztosításában. A többrétegű lapszerkezetben a rétegeket fizikailag szigetelőanyag választja el egymástól, beleértve a következőket is FR-4, FR-2 és rádiófrekvenciás (RF) szubsztrátumok.
Ezek az anyagok nem csak hatékonyan megakadályozzák az áramszivárgást, hanem javítják a PCB általános szilárdságát és tartósságát, különösen az FR-4-et, mivel kiváló elektromos tulajdonságai és mechanikai szilárdsága miatt a többrétegű PCB-tervezésben széles körben használják a PCB megbízhatóságának és élettartamának jelentős javítására.
A NYÁK elektromos csatlakozási kapcsolata
(1) Függőleges csatlakozás
A többrétegű PCB tervezés, függőleges összekapcsolási technológia a kulcs, hogy megvalósítsa az elektromos kapcsolat a rétegek között, beleértve az átmenő lyuk, vak lyuk és eltemetett lyukak és más módon.
Átmenő furat:
Az átmenő lyuk a legalapvetőbb függőleges összeköttetés. A teljes nyomtatott áramköri lap vastagságán átfut, hogy megvalósítsa a különböző rétegek közötti elektromos kapcsolatot.
Az átmenő lyukak gyártása általában mechanikus fúrást vagy lézerfúrást használ, majd galvanizálással vagy kémiai bevonattal a lyuk falában vezető réteget képeznek.
Az átmenetek előnye, hogy ez egy kiforrott gyártási eljárás, és a legtöbb NYÁK-kialakításhoz alkalmas. Nagy méretük miatt azonban a nagy sűrűségű huzalozásnál az átvezetők több helyet foglalhatnak el.
Vak Vias:
A vak átvezetések az átvezetések egy speciális formája - ezek a NYÁK csak egy külső rétegét kötik össze egy vagy több belső réteggel anélkül, hogy a teljes lapvastagságon áthatolnának.
A vak átvezetések fő előnye, hogy jelentősen javíthatják a NYÁK helykihasználását (különösen a nagy sűrűségű összeköttetések (HDI) tervezése esetén). A vak átvezetők használatával a tervezők bonyolultabb rétegközi kapcsolatokat valósíthatnak meg anélkül, hogy az IIPCB teljes mérete növekedne.
Ezenkívül a vak átvezetők csökkenthetik a jelútvonalak hosszát, ezáltal javítva a jelintegritást és csökkentve az elektromágneses interferenciát (EMI).
Eltemetett viák
Elásott átvezetések a függőleges összekapcsolás egy másik, fejlettebb formája: közvetlen elektromos kapcsolatot hoz létre a belső rétegek között anélkül, hogy a külső rétegeken keresztül át kellene menni. Ez a módszer nemcsak a NYÁK útválasztási sűrűségét javítja, hanem jelentősen csökkenti a jelátviteli útvonal hosszát is, ezáltal javítja a jelminőséget és csökkenti a jelkésleltetést.
A gyakorlatban e függőleges összekötési technológiák kiválasztása a konkrét NYÁK tervezési követelményektől és a gyártási folyamatok képességeitől függ. Például a nagy sebességű digitális áramkörök tervezése során a jelútvonal hosszának minimalizálása és ezáltal a jelintegritás javítása érdekében a vak vagy földbe süllyesztett lyukak használata élvezhet prioritást; míg a nagy sűrűségű csomagolási (HIP) alkalmazásokban a nagyobb összekapcsolási sűrűség és a kisebb csomagméret elérése érdekében inkább a microvia technológiára támaszkodhatnak.
(2) Rétegközi elektromos szigetelés
A többrétegű nyomtatott áramkörök tervezésénél a rétegek közötti elektromos szigetelés fontos tényező a megfelelő áramköri működés biztosításában és a jelintegritás javításában. A hatékony elektromos szigetelés megvalósításához a tervezőknek a következő szempontokat kell figyelembe venniük.
1.Impedancia szabályozás
Az impedancia-szabályozás a NYÁK geometriai paramétereinek és anyagtulajdonságainak pontos szabályozására utal, hogy elérjük a kívánt impedanciaértéket, ezáltal csökkentve a jelvisszaverődést és az áthallásokat.
Az impedanciaszabályozás lényege a rétegek közötti jelvezeték szélességének és a dielektromos anyag dielektromos állandójának beállítása. Például a jelvezeték belső rétegéhez használhatja a szalagvezeték szerkezetét, a vonalszélesség, a dielektromos vastagság és az alaplapi távolság beállításával a kívánt jellemző impedancia eléréséhez.
2.Dielektromos anyag kiválasztása
A különböző típusú dielektromos anyagok különböző dielektromos állandóval és veszteségtényezővel rendelkeznek, ami közvetlenül befolyásolja a rétegek közötti elektromos szigetelés hatását. FR-4 a leggyakrabban használt dielektromos anyagok, de a nagyfrekvenciás alkalmazásokhoz kisebb veszteségű anyagokat kell választania, például PTFE-t vagy kerámiával töltött epoxigyantát. Mivel ezek az anyagok jelentősen csökkenthetik a jelcsillapítást és a torzítást, különösen alkalmasak nagy sebességű digitális áramkörök és RF áramkörök tervezéséhez.
3.Layer szerkezet optimalizálás
A rétegek megfelelő egymásra helyezésével minimalizálható a rétegek közötti elektromos interferencia. Gyakori gyakorlat, hogy a jelréteget az alaplapi réteg mellé helyezik, így mikroszalagvezeték-struktúrát képeznek, amely hatékonyan elnyomja a sugárzást és jó visszatérési utat biztosít. Ezenkívül ajánlott a nagysebességű jeleket a belső rétegben, a lap szélétől távolabb elrendezni, hogy tovább csökkentsék a EMI.
4.Leválasztó kondenzátor elrendezés
A tápegység réteg és a földréteg között az ésszerű elhelyezés a leválasztó kondenzátorok jelentősen csökkentheti a tápegység zaját, javíthatja az elektromos szigetelés hatását. Ennek a lépésnek a kulcsa a megfelelő típusú kondenzátor és kapacitás kiválasztása, úgy, hogy közel legyen a megfelelő tápegység csapjaihoz.
5.Interlayer árnyékolás
Egyes speciális alkalmazásokban az elektromos szigetelés további fokozása érdekében bizonyos rétegek, például fémháló vagy vezető fólia közé árnyékolást kell beilleszteni. Ez a módszer különösen alkalmas a nagyon nagy szigetelési alkalmakra, például vegyes jelű áramkörök vagy nagy érzékenységű érzékelő interfészek igénye esetén.
Hogyan tervezzük meg a PCB rétegek számát?
A PCB lap rétegeinek számának meghatározása egy bonyolult és összetett folyamat. PCB mérnökök gyakran remélik, hogy a rétegek száma a PCB tábla több jó, kényelmes összehangolás. Bár a termék teljesítménye szempontjából a többrétegű PCE8 fórumon termékek jó elektromos teljesítményt, a termék elektromágneses kompatibilitása kiváló, de a termék költségeit, a fórumon ciklus, hogy értékelje a PCB rétegek száma, annál több az ár magasabb, és a fórumon ciklus hosszú.
A PCB lap rétegeinek számának meghatározásakor számos tényező között kell egyensúlyt találnunk - az áramkör összetettsége, az eszköz sűrűsége és a speciális igények kezdeti felmérése szerint.
Meghatározása a rétegek száma a PCB tábla, hogy az alapelvek a PCB tábla, hogy minimalizálja a rétegek száma a körülmények között a vonal, a következő szempontokat:
- (1) Az eszköz elrendezési sűrűségével a PCB rétegek számának meghatározásához:
Az eszköz elrendezési sűrűsége az eszköz PIN-sűrűségével a PIN-sűrűség meghatározásához = a tábla területe / (a táblán lévő csapok teljes száma / 14), a tábla területének egysége ²-ben van megadva. A PIN-sűrűség, a jelrétegek száma, a NYÁK-lap rétegek megfelelnek a következő táblázatnak.
1. táblázat: Tűsűrűség, jelrétegek, PCB rétegek megfeleltetése (egyoldalas)
| PIN sűrűség (in ²) | A jelrétegek száma | Lemezrétegek száma |
| ＞0.8 | 2 | 2 |
| 0.6-0.8 | 2 | 4 |
| 0.4-0.6 | 4 | 6 |
| 0.3-0.4 | 6 | 8 |
| 0.2-0.3 | 8 | 10 |
| ＜0.2 | 10 | ≥12 |
2. táblázat: Tűsűrűség, jelzőrétegek, PCB rétegek megfeleltetése (kétoldalas)
| PIN sűrűség (in ²) | A jelrétegek száma | Lemezrétegek száma |
| ＞0.6 | 2 | 2 |
| 0.4-0.6 | 2 | 4 |
| 0.2-0.4 | 4 | 6 |
| ＜0.2 | 6 | 8 |
- (2) Költségellenőrzés: Ha a költség a fő szempont, válasszon egyrétegű vagy kétrétegű lapokat, a költségek körülbelül 50%-vel nőnek a rétegek számával.
- (3) A testület döntéshozatali ciklusa: Ha gyorsan kell táblákat készítenie, válassza a kétrétegű táblákat, amelyeknek a gyártási ciklusa 8-14 nap; a többrétegű táblák gyártási ciklusa a folyamat összetettsége miatt hosszabb.
- (4) CPU frekvencia: ha a főfrekvencia magasabb, mint 120 MHz, legalább 4 rétegű lapokat használjon; 120 MHz alatt elegendőek a kétrétegű lapok.
- (5) Memóriatípus: statikus SRAM, párhuzamos vagy soros NOR FLASH kétrétegű lapokhoz; a dinamikus SDRAM és NAND FLASH legalább négyrétegű lapokat igényel az impedanciaillesztés és az egyenlő hosszúságú feldolgozás támogatásához.
- (6) BGA-csomagolás: Ha a PIN-osztás ≥0,6 mm és a PIN-ek száma <100, használjon kétrétegű lapot, egyébként legalább 4 rétegű lapot.
- (7) Ipari jellemzők: Ha a kézi ellenőrző eszköz magas szintű EMC- és ESD-védelmet igényel, használjon legalább 4 rétegű, teljes alaplapot tartalmazó lapot.
A PCB rétegek típusai
Egyrétegű PCB
- Az egyrétegű NYÁK csak a nem vezető anyag, például üvegszál vagy epoxigyanta egyik oldalán készül el egy réteg vezető rézpályával. Ez a kialakítás meglehetősen egyszerű és alkalmas a következőkre tervek kevés alkatrésszel, és az esetek többségében nincs szükség útválasztásra.
- Egyetlen rézréteg támogatja az alapvető elektromos csatlakozást; az eszköz felépítése azonban egyszerű, és az áramkörök sűrűsége alacsony az egyoldalas szerkezet miatt.
- Az egyrétegű nyomtatott áramköri lapok olcsók és könnyen gyárthatók. Azonban felvetik a csatlakozások elvezetéséhez szükséges hely problémáit, és ez korlátozza őket az összetett áramkörök kezelésében.
- Ezeket a NYÁK-okat alapszintű és alacsony sűrűségű felhasználásra szánják a következőkben alkalmazások amelyek magukban foglalják az alapvető fogyasztói elektronika, oktatási eszközkészletek és egyszerű vezérlőáramkörök.
Kétrétegű PCB
Építés
A kétrétegű nyomtatott áramköri lap egy hordozóanyag két oldalán rézfóliaréteggel rendelkezik, ahol a szubsztrátum anyaga elektromos vezetőképességgel rendelkezik.
Hasonlítsa össze az egyrétegű PCB-vel:
Ez a konfiguráció az egyrétegű lapokhoz képest bonyolultabb áramköri rajzok készítését teszi lehetővé, mivel van egy további felület, amelyen csatlakozásokat lehet létrehozni. A kétrétegű nyomtatott áramköri lapok nagyobb útválasztási képesség és rugalmasság, ami alkalmassá teszi őket összetett konstrukciókhoz, és viszonylag olcsó a gyártásuk.
A kétoldalas nyomtatott áramköri lapok nagyobb útvonalsűrűséggel rendelkeznek, de még mindig könnyen és olcsón gyárthatók. Egy lépéssel jobbak, mint az egyrétegű lapok, de kevésbé rugalmasak, mint a többrétegű lapok.
Alkalmazások:
Ezt a típust széles körben használják elektronikus termékek, ipari vezérlő termékek, és low-end számítógépek.
Többrétegű PCB
Építés
Többrétegű PCB-k réz- és szigetelőrétegek egymásra rétegzésével és ragasztóval történő ragasztásával készülnek, akárcsak az egy- és kétoldalas nyomtatott áramköri lapok.
Ez a konstrukció lehetővé teszi a rendkívül finom és szorosan elhelyezett áramkörök integrálását, hogy olyan elrendezést tervezzenek, amelynek sok réteggel kell rendelkeznie a jelek útvonalvezetéséhez, az energiaösszeköttetéshez és a szerkezeten belül keletkező hő kezeléséhez.
A többrétegű NYÁK további rétegeket kínál, amelyek növelik a helykihasználás hatékonyságát, és alkalmasak nagy sebességű és nagy sűrűségű felhasználásra.
Hátrány:
Nagyon összetett áramköröket integrálnak, és nagy sűrűséggel, valamint magas jelintegritással dolgoznak. Mégis viszonylag drágábbak és nehezebb őket gyártani, mint a lamináltakat.
Tipikus alkalmazások:
4Layer PCB: Széles körben használt alkalmazások ahol a teljesítményt és a jelet szét kell választani, például a hálózati berendezésben és a legkorszerűbb fogyasztói elektronika.
6Layer PCB: Olyan fejlett készülékekben alkalmazható, amelyek nagy sebességű jelcsatornázást és szegmentálást igényelnek és/vagy árnyékolást igényelnek, mint például a számítógépek és a kommunikációs készülékek.
8 rétegű PCB: A legmegfelelőbb a kompakt és nagy áteresztőképességű kialakításokhoz, beleértve a kifinomult orvosi berendezéseket és a modern fogyasztói készülékeket.
A PCB rétegek megfontolásai
Layer Stack-up konfiguráció
A megfelelő rétegfelépítés kiválasztása magában foglalja a jelintegritás, a hőelvezetés és a költségek közötti egyensúlyt. A tervezőknek gondosan meg kell határozniuk, hogy hány réteg szükséges az összes jel elvezetéséhez, ugyanakkor törekedniük kell a rétegek számának minimalizálására a bonyolultság csökkentése érdekében, ami viszont segít a költségek kezelésében.
Jelintegritás és impedancia-szabályozás
A jelintegritás megértéséhez és fenntartásához először is el kell kerülni az interferenciát, és a jeleket a NYÁK-on keresztül kevés torzítással vagy anélkül kell továbbítani. Ez a megfelelő rétegkonfiguráció és útválasztási módszerek alkalmazásával válik lehetővé. A jelnyomoknak ellenőrzött impedanciával kell rendelkezniük, hogy minimalizálják a jelek visszaverődését és jelromlását. Ez különösen igaz a nagy sebességű és nagyfrekvenciás alkalmazás használat; az érzékelőtechnológia fontos szerepet játszik.
Hőgazdálkodás
A túlzott hőmérséklet ellenőrzése kritikus tényező a magas színvonalú és hatékony teljesítmény irányításában. Egyes többrétegű nyomtatott áramköri lapok speciális vékony rétegeket tartalmaznak, amelyeket úgy terveztek, hogy a hőt elvezessék a vonzó alkatrészektől.
Költség és gyárthatóság
Így a több réteggel való munka drágább és nehezebbé teszi a gyártási folyamatot. Ezt a felfogást egyensúlyba kell hozni a további rétegekkel, amelyek előnyökkel járnak, de a mérnökök szerint szükségesek a költség- és gyártási tényezők is.
Következtetés
A nyomtatott áramkörök és azok felépítése kulcsfontosságú a mai elektronikai világban az elektronika minden fajtáját illetően, kezdve az emberek által naponta használt szerkentyűktől kezdve a modern orvostudomány szövedékéig, amelyre a modern orvostudomány kritikusan támaszkodik.
Egyoldalas PCB-k alapvető megoldásokat nyújtanak, és olcsóbbak a kétoldalas NYÁK-okhoz képest, amelyek általában hatékonyabbak az összetett áramkörök tervezésénél a megnövelt útválasztási réteg miatt. Többrétegű PCB-k sok réteggel rendelkeznek az összetett áramkörök és a nagy sűrűségű tervek a nagy sebességű működés és a hőelvezetés biztosítása érdekében. Az egyes rétegekben a különböző teljesítménysíkoknak különböző céljaik vannak, és előnyeik és hátrányaik is vannak.
ELEPCB megbízható PCB gyártó amit nem hagyhatsz ki! A több mint 10 éves PCB gyártás tapasztalat, képesek vagyunk gyártani egyrétegű PCB-k, többrétegű PCB-k, laminált PCB-k, HDI PCB-k és még több. A megrendeléstől a szállításig egyablakos szolgáltatás a világ minden tájáról érkező ügyfelekkel. Megnézheti a minőségellenőrzési oldal vagy csak kérjen árajánlatot!
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian