Многослойная печатная платаWWWPCB

Многослойная плата — это ПП, имеющая более трех проводящих слоев с нанесенными на них рисунками, которые ламинированы с использованием изоляционных материалов между ними. С развитием электронной технологии в направлении высокой скорости, многофункциональности, большой емкости и портативного низкого потребления, применение многослойных ПП становится все более широким, а количество слоев и плотность также увеличиваются, соответственно, структура становится все более сложной. Производство многослойных ПП стало самой важной частью всей отрасли ПП. В настоящее время среднее количество слоев в WWPCB достигло 8-20 слоев, а максимальное количество может достигать 64 слоев, что соответствует высокому уровню в области производства внутренних слоев и способности к ламинированию. Появление технологии многослойных плат является важным развитием в индустрии ПП, что позволяет всей технологии ПП развиваться семимильными шагами.

WWPCB хорошо справляется с производством и прототипированием многослойных печатных плат (ПП). Производственный процесс обычных многослойных ПП в основном основывается на технологии ламинирования. Многослойное ламинирование — важный этап в производстве ПП. WWPCB производит многослойные ПП уже более 20 лет. За эти годы мы столкнулись с различными конструкциями многослойных плат из разных отраслей, ответили на все возможные вопросы о многослойных платах и решили все виды проблем, связанных с многослойными ПП.

1. Выбор толщины основного слоя: Толщина основного слоя должна быть выбрана в соответствии с требованиями к общей толщине многослойной платы. Толщина основного слоя должна быть однородной, а отклонения минимальными.
2. Расстояние между основным слоем и эффективной областью: Должно быть определенное расстояние между общими размерами основного слоя и эффективной областью. Это означает, что расстояние от эффективной области до края платы должно быть достаточным, чтобы избежать потерь материала и одновременно обеспечить большее пространство.
3. Проектирование позиционных отверстий: Для уменьшения отклонений между слоями необходимо обратить внимание на проектирование позиционных отверстий в многослойных платах. Для 4-слойных многослойных плат достаточно проектировать более 3 позиционных отверстий для сверления. Для многослойных плат с более чем 6 слоями, помимо проектирования позиционных отверстий для сверления, необходимо также проектировать более 5 перекрывающихся позиционных отверстий и более 5 позиционных отверстий для инструмента для заклепок.
4. Чистота внутреннего основного слоя: Внутренний основной слой должен быть свободен от открытых, коротких, разомкнутых цепей, окисления, а также должен иметь чистую поверхность без остатков пленки.
5. Соответствие требованиям пользователей ПП: Необходимо выбрать соответствующую конфигурацию ПП и медной фольги. Для 4-слойных ламинированных плат можно использовать 7628, 3313 или 7628 + 1080, 7628 + 2116 и т. д. 1080 или 2116 являются основным выбором ПП для многослойных плат с более чем 6 слоями, а 7628 используется в основном для увеличения толщины диэлектрического слоя. В то же время, необходимо обеспечить симметричное размещение ПП для достижения зеркального эффекта и предотвращения изгиба платы.
6. Предварительная обработка внутреннего основного слоя: Процесс обработки внутреннего слоя включает в себя процесс черной окисления и процесс обжаривания. Процесс окисления формирует черную оксидную пленку на внутренней медной фольге, толщиной 0,25-4,50 мг/см². Процесс обжаривания (горизонтальное обжаривание) формирует органическую пленку на внутренней медной фольге.Функции процесса обработки внутреннего ламинирования следующие: a. Увеличение соотношения поверхности внутренней медной фольги и смолы может повысить адгезию между ними. b. Увеличение эффективной смачиваемости расплавленной смолы к медной фольге, чтобы текучая смола имела достаточную способность проникать в оксидную пленку и обеспечивала надежное сцепление после отверждения. c. Предотвращение разложения дицанидимида в жидкой смоле при высоких температурах и влияния на медную поверхность. d. Повышение кислотостойкости и предотвращение образования PINK-колец в мокром процессе.
7. Органическое согласование параметров ламинирования: Контроль параметров ламинирования многослойной платы в основном относится к органическому согласованию параметров «температура, давление и время». Как определить программные параметры температуры, давления и времени ламинирования является ключевой технологией в процессе многослойного ламинирования.

Медная фольга

Основной материал, состоящий из проводящего рисунка

Основная плата

Каркас печатной платы, двухсторонняя медная плата, которую можно использовать для производства двусторонних плат.

Препрег

Незаменимый материал для производства многослойных плит, а клей между основной плитой и основной плитой играет изолирующую роль.

роль одновременно.

Различные типы наиболее часто используемых препрегов FR-4.

Разница между однослойной и многослойной печатной платой

По сравнению с двухслойной платой, многослойная печатная плата значительно улучшает электромагнитную совместимость.

Например, в четырехслойной плате средний слой используется в качестве слоя питания и слоя земли, и преимущества этого заключаются в следующем:

1. Индуктивность силового провода и заземляющего провода значительно снижается, что снижает шумовое напряжение.

2. Слой источника питания и слой заземления образуют большой распределенный конденсатор, который обеспечивает хороший эффект высокочастотной развязки источника питания, тем самым снижая шум в шнуре питания.

3. Независимый слой питания и земли может минимизировать площадь всех сигнальных контуров.

4. Многослойная плата печатной платы – это тенденция в индустрии печатных плат, индустрия печатных плат развивается в сторону меньшего размера, чем меньше отверстие, тем тоньше толщина, чем больше количество слоев, тем меньше ширина линии и расстояние, и так далее.

5. Для выполнения многих высокоточных высокотехнологичных электронных продуктов требуются многослойные печатные платы, обычная двусторонняя плата просто не может их заменить.

По использованию его можно разделить на

• Гражданские печатные платы (бытовая электроника, такая как телевизоры, электронные игрушки и т. д.)
• Промышленные печатные платы (компьютеры, приборы и т.п.)
• Печатные платы для военной и аэрокосмической промышленности

По твердости его можно разделить на

• Жесткая печатная плата
• Гибкая доска
• Жестко-гибкая печатная плата

В зависимости от состояния проводимости отверстия его можно разделить на

• Доска с погребенными отверстиями
• Доска для глухих отверстий
• Скрытая печатная плата и печатная плата HDI
• Сквозная печатная плата

Классификация по субстрату

• Печатная плата на основе стеклоткани — материал FR4
• Печатная плата с керамической подложкой
• Печатная плата на металлическом сердечнике

Как уже упоминалось, многослойные печатные платы (PCB) могут использоваться в гражданской, промышленной и военной сферах. Многослойные PCB могут применяться для любых целей.

Для многих отраслей промышленности многослойные PCB стали первым выбором для различных приложений. Это предпочтение в значительной степени обусловлено постоянным продвижением мобильности и функциональности всех технологий. Многослойные PCB являются разумным шагом в этом процессе, позволяющим уменьшить размер и реализовать больше функций. В результате они стали довольно распространенными, включая:

• Потребительская электроника: потребительская электроника — это широкий термин, охватывающий такие устройства, как смартфоны и микроволновые печи. Каждое из этих устройств содержит PCB, но все большее число из них использует многослойные PCB вместо стандартных однослойных PCB, что позволяет увеличить функциональность и уменьшить размер.
• Компьютерная электроника: все, от серверов до материнских плат, использует многослойные PCB, главным образом из-за их экономии пространства и высокой функциональности. Для этих приложений производительность является одной из основных характеристик PCB.
• Телекоммуникации: телекоммуникационное оборудование обычно использует многослойные PCB в различных общих приложениях, таких как передача сигналов, GPS и спутниковые приложения. Основная причина — это их долговечность и функциональность.
• Промышленность: многослойные PCB стали популярными в нескольких промышленных приложениях, наиболее заметным из которых является промышленное управление. От промышленных компьютеров до систем управления, многослойные PCB используются для управления машинами во всех производственных и промышленных приложениях, благодаря их долговечности и малому размеру.
• Медицинские устройства: электронные продукты становятся все более важной частью здравоохранения, играя роль во всех уголках отрасли, от лечения до диагностики. По сравнению с однослойными аналогами, многослойные PCB особенно популярны в медицинской отрасли благодаря их малому размеру, легкости и мощным функциям. Эти преимущества делают многослойные PCB применимыми в современном рентгеновском оборудовании, кардиомониторах, КТ-сканерах и медицинском испытательном оборудовании.
• Военные и национальная оборона: многослойные PCB ценятся за их долговечность, функциональность и малый вес, и они очень полезны в высокоскоростных схемах, которые получают все больше внимания в военных приложениях. По мере того, как оборонная промышленность движется к высококомпактной инженерии, многослойные PCB также предпочитаются, так как меньшие многослойные PCB оставляют больше пространства для других компонентов для выполнения существующих функций.
• Автомобили: в современных автомобилях все больше и больше полагаются на электронные компоненты, особенно с ростом числа электромобилей. От GPS и бортовых компьютеров до переключателей фар и датчиков двигателя, управляемых электронными устройствами, использование правильного типа компонентов становится все более важным в дизайне автомобилей. Многослойные PCB обладают высокой функциональностью и относительной термостойкостью, что делает их очень подходящими для внутренней среды автомобилей.
• Космическая промышленность: как и автомобили, самолеты и ракеты сильно зависят от современных электронных устройств, все из которых должны быть очень точными. От компьютеров, используемых на земле, до компьютеров, используемых в кабине пилота, применение космических PCB должно быть надежным. В этом случае многослойные PCB являются идеальным решением, с достаточным количеством защитных слоев, чтобы тепло и внешние напряжения не повредили соединения, и возможностью изготовления из гибких материалов. Их более высокое качество и функциональность также способствуют их полезности в космической промышленности, поскольку космические компании предпочитают использовать лучшие материалы для обеспечения безопасности персонала и оборудования.
• И это не все! Многослойные PCB используются в различных других отраслях, включая науку и исследования, а также бытовую технику и безопасность. Все устройства, от охранных систем и волоконно-оптических сенсоров до атомных ускорителей и оборудования для анализа погоды, используют многослойные PCB, максимально используя пространство и вес, сэкономленные этим форматом PCB.

Rocket PCB Solution Ltd широко известна как профессиональный поставщик PCB в электронной промышленности. У нас многолетний опыт работы в сегментах многослойных PCB и HDI PCB. Rocket PCB расширяет ассортимент своей продукции, включая жесткие, жестко-гибкие, HDI, любые слои, гибкие, большие размеры, встроенные, RF, LED, задние панели, металлические подложки, керамические подложки, IC-структуры, высокочастотные, тяжелые медные PCB. Высокое качество и высокая надежность.

Напротив, правильно сконструированная печатная плата может эффективно снизить электромагнитное излучение, перекрестные помехи и улучшить целостность сигнала, обеспечивая тем самым распределительную сеть с низкой индуктивностью.

По опыту, по сравнению с двухсторонней печатной платой, излучение четырехслойной платы будет снижено на 15 дБ.

При выборе многослойного стека следует учитывать следующие факторы:

1) Под поверхностью компонента (второй слой) находится плоскость заземления, которая обеспечивает экранирующий слой компонента и опорную плоскость для поверхностной проводки компонента;

2) Все сигнальные слои должны быть, насколько это возможно, примыкать к земле;

3) Старайтесь избегать двух соседних сигнальных слоев;

4) Главный источник питания должен быть как можно ближе к соответствующему заземлению;

5) В принципе, следует принять симметричную конструкцию конструкции. В понятие симметрии входят: толщина и тип диэлектрического слоя, толщина медной фольги, рисунок.

6) Тип распределения (большой слой медной фольги, слой схемы) симметричный.

4-слойное ламинирование печатной платы

Типичный четырехслойный ламинат печатной платы показан ниже.

4-слойный стек печатных плат

Четыре слоя печатной платы обычно располагаются равномерно. То есть четыре равномерно расположенных слоя с плоскостью в центре. Хотя это и делает плату симметричной, это не помогает EMC.

Кроме того, еще одной распространенной ошибкой является создание плоскости, тесно связанной с большим диэлектрическим слоем, и плоскости между центром и сигналом. Это, конечно, обеспечивает хорошую межплоскостную емкость, но также не улучшает целостность сигнала, перекрестные помехи или ЭМС – поэтому мы решили использовать четырехслойные двухслойные печатные платы.

Чтобы улучшить характеристики ЭМС конденсатора, лучше разместить сигнальный слой как можно ближе к плоскости (< 10 мил) и использовать большой сердечник (~ 40 мил) между источником питания и заземляющим слоем для поддержания общая толщина подложки 62 мил. Тщательное отслеживание планарной связи уменьшит перекрестные помехи между трассами и позволит нам поддерживать импеданс на приемлемом уровне.

6-слойный стек печатных плат

Шестислойная печатная плата по сути представляет собой четырехслойную плату с добавлением двух дополнительных сигнальных слоев между плоскостями. Это значительно улучшает электромагнитные помехи, поскольку обеспечивает два скрытых слоя для высокоскоростных сигналов и два поверхностных слоя для маршрутизации низкоскоростных сигналов. Сигнальный слой должен быть расположен очень близко к соседней плоскости, а пластина толщиной (62 мил) должна состоять из более толстого центрального ядра. Всегда существует компромисс между импедансом дорожки, шириной дорожки и толщиной препрега/сердечника. Дифференциальные пары становятся все более распространенными в высокоскоростных конструкциях. Шум снижается за счет использования сигналов дифференциального режима.

6-слойный стек печатных плат и 8-слойный стек печатных плат

Чтобы улучшить производительность EMC, добавьте еще две плоскости в стек из шести. Рекомендуется не иметь более двух соседних сигнальных слоев между плоскостями, поскольку это создает разрывы импеданса (разность импедансов сигнальных слоев ~ 20 Ом) и увеличивает перекрестные помехи между этими сигнальными слоями.

В следующем случае в центр подложки добавляются два плоских слоя. Это обеспечивает плотную связь между центральными плоскостями и изолирует каждую сигнальную плоскость, тем самым уменьшая связь и значительно увеличивая перекрестные помехи. Эта конфигурация обычно используется для высокоскоростных сигналов в конструкциях DDR2 и DDR3, где перекрестные помехи из-за плотной проводки являются проблемой.

10-слойный стек печатных плат

Когда требуются шесть слоев проводки и четыре плоскости, следует использовать десятислойные платы – и ЭМС заслуживает внимания.

Типичное 10-слойное наложение показано выше. Эта суперпозиция идеальна из-за тесной связи сигнальной и обратной плоскостей, экранирования высокоскоростного сигнального слоя, наличия нескольких плоскостей заземления и симметрии тесно связанных силовой/земляной цепи в центре печатной платы. Высокоскоростные сигналы обычно маршрутизируются по сигнальным слоям, скрытым между плоскостями (в данном случае слоям 3–4 и 7–8). Однако следует позаботиться о правильной маршрутизации этих сигналов. Во-вторых, избегайте связи (перекрестных помех) между соседними слоями.

12-слойный стек печатных плат

12 слоев — это максимальное количество слоев, которое можно легко создать на печатной плате толщиной 62 мила. Иногда вы можете увидеть от 14 до 16 слоев досок толщиной 62 мила, но число производителей, которые их производят, ограничено теми, кто может производить доски HDI. Вышеупомянутые двенадцать слоев обеспечивают экранирование шести внутренних слоев.

12-слойный стек печатных плат и 14-слойный стек печатных плат

Если требуются восемь слоев маршрутизации (сигналов), для использования 14 слоев наложения, указанных ниже, требуется специальный критический экран. Уровни 6 и 9 обеспечивают изоляцию чувствительных сигналов, а уровни 3, 4 и 11, 12 обеспечивают экранирование высокоскоростных сигналов.

14-слойный стек печатных плат и 16-слойный стек печатных плат

16-слойная печатная плата обеспечивает десять слоев проводки, которые обычно используются в очень плотных конструкциях. Обычно вы видите 16-слойную печатную плату, в которой технология маршрутизации, используемая в приложениях EDA, не может завершить проект. «Если не получается — просто продолжайте добавлять слои. «. Хотя это распространенное высказывание, это не очень хорошая практика.

Если доска не может пройти маршрут, то причин может быть много. Часто бывает неудачное размещение. Откройте каналы трассировки, уменьшите количество пересечений в крысиной сети, разместите переходные отверстия на сетке 25 мил, чтобы обеспечить трассировку и максимально помочь фрезерам.

16-слойный стек печатных плат

Количество слоев, которые можно изготовить, на самом деле не ограничено многослойной печатной платой (сначала проверьте функцию производителя). Конечно, по мере увеличения количества слоев толщина печатной платы увеличивается, чтобы соответствовать минимальной толщине используемого материала. Также необходимо учитывать соотношение сторон (толщина платы и минимальный размер отверстий). Вообще говоря, толщина материала толщиной 100 мил составляет 10:1. Например, подложка толщиной 200 мил имеет минимальный размер отверстия 20 мил.