Wie bestimmt man die Anzahl der Schichten einer mehrschichtigen Leiterplatte?

Die Leiterplatte oder kurz PCB sind Platinen, die elektronische Komponenten verbinden. Nichtleitendes Fiberglas ist das entscheidende Material, das als Substrat bekannt ist. Eine Beschichtung aus einer dünnen Kupferschicht befindet sich auf einer Seite oder auf beiden Seiten davon. Das Ätzen von Leitungen, Pads oder Vias erfolgt auf der Kupferplatte und entfernt überschüssiges Kupfer. Wenn Sie sehen möchten, welche Art von PCB?

Öffnen Sie Ihre ausrangierten oder zerstörten elektronischen Geräte, egal ob PC oder Laptop. Sie werden eine dünne grüne Tafel mit Radierungen darauf sehen, die Sie sicher schon einmal gesehen haben. Sie sehen sehr schön aus.

Viele von Ihnen wissen nicht viel über mehrschichtige Leiterplatten, aber fast jedes primäre elektronische Gerät hat es; ja, das tun sie. Hier ist also alles, was Sie über Multilayer-Leiterplatten wissen müssen.

1. Was ist eine Multilayer-Leiterplatte?

Leiterplatten gibt es mit einem Single-Layer, Double-Layer sowie einem Multilayer. Einlagige Leiterplatten haben eine Kupferbeschichtung und Ätzung nur auf einer Seite der Platine. Doppellagige Leiterplatten haben es auf beiden Seiten. Eine andere Sache, jede Schicht hat einen Aufdruck, unabhängig von der mehrschichtigen Leiterplatte.

Was unterscheidet eine Multilayer-Leiterplatte von einer Single- oder Double-Layer-Leiterplatte? Es ist das Sandwich von Glasfaser zwischen Kupferschichten. Die Anzahl der Schichten kann von 4 bis 28 reichen, mit einer Dicke von 0,4 – 5 mm in anspruchsvollen elektronischen Geräten.

1.1 Wo verwenden Sie Multilayer-Leiterplatten?

Von Mobiltelefonen über Laptops bis hin zu Herzmonitoren verwenden alle mehrschichtige Leiterplatten. Warum fragst du? Dies liegt an der Erhöhung der Funktionalität von einer ein- oder zweischichtigen. Stellen Sie sich das so vor, wenn Sie komplexe Schaltungsverbindungen benötigen.

Man kann dies entweder mit mehreren einschichtigen Leiterplatten oder einer einzelnen mehrschichtigen Leiterplatte tun. Das erhöht nicht nur die Funktionalität, sondern verringert auch das Gewicht – außerdem nimmt es viel weniger Platz ein als ein- oder zweilagige Leiterplatten. Das Ergebnis sind Smartphones, Fernseher und Laptops, die extra dünn werden.

1.2 Die wichtigsten Vorteile von Multilayer-Leiterplatten

• Höhere Funktionalität und Leistungsfähigkeit

• Nehmt weniger Platz ein

• Geringeres Gewicht im Vergleich zu Einzel- oder Doppelschicht

• Höhere Geschwindigkeit

• Eine höhere Dichte an Komponenten

• Sowohl starre als auch flexible Fertigung ist möglich

2. Die Top-Fragen für Multilayer-Leiterplatten

Jetzt wissen Sie, was eine mehrschichtige Leiterplatte ist. Lassen Sie uns etwas tiefer eintauchen und über die technischen Dinge sprechen, die damit verbunden sind. Keine Sorge, es ist nicht langweilig, und Sie schlafen nicht ein.

Hier sind einige Dinge, die Sie beim Herumspielen mit PCB beachten sollten.

2.1 Welche Art von Arbeitsfrequenz benötigen Sie?

Stellen Sie sich vor, Sie klicken auf eine Anwendung auf Ihrem Gerät und warten darauf, dass sie geöffnet wird. Du wartest weiter. Manchmal ist es super langsam.

Ich bin mir sicher, dass es Sie nicht in gute Laune versetzt. Nun, das liegt an der Taktrate oder Frequenz Ihres Prozessors (auch einer Leiterplatte). Einschichtige oder zweischichtige Leiterplatten haben eine Arbeitsfrequenz von etwa 500 MHz – 1 GHz.

Mehrschichtige Leiterplatten haben eine Arbeitsfrequenz von 500 MHz – 2 ziemlich hohe GHz. Wenn Sie das Gefühl haben, dass es nicht viel ist, dann mein Freund, Sie irren sich, es reicht aus, eine Anwendung zu bekommen, um eine Minute schneller zu öffnen. Im aktuellen Jahrhundert dreht sich alles um Geschwindigkeit und Streaming, schnellere Geräte, schnelleres Leben. Und jeder möchte ein bisschen schneller sein, egal ob um ein paar Sekunden oder eine Minute.

2.2 Dichte mehrschichtiger PCB

Haben Sie sich Leiterplatten genau angeschaut? Sie werden Strukturen sehen, die wie Städte mit unterschiedlichen Straßen aussehen. Es ist ziemlich cool, um ehrlich zu sein. Die Komponenten haben eine höhere Dichte als eine Leiterplatte einer typischen LED.

Da die Geräte immer dünner werden, befinden sich mehr Komponenten auf einer einzigen Leiterplatte. Und der Weg dazu war ja, Sie haben es richtig erraten, mehrschichtige Leiterplatten. Aber das Entwerfen einer Leiterplatte mit einer höheren Komponentendichte ist keineswegs ein Spaziergang im Park. Es erfordert heftiges Headbangen und verschiedene Überlegungen. Sie müssen die Anzahl der Ground Planes, Power Planes und Vias kennen.

Werden Sie vergrabene oder Sacklöcher verwenden?

Blind oder Buried Vias

Vias sind Löcher auf Leiterplatten, die gebohrt werden, um Komponenten in der inneren oder äußeren Schicht zu verbinden. Blind Vias verbinden die Außenlage der Leiterplatte mit der Innenlage. Buried Vias verbinden interne Schichten, die bei genauem Hinsehen als weiße Stelle erscheinen.

Seitenverhältnis

Es ist das Verhältnis der Dicke der Platte zum Durchmesser des Durchgangslochs des Lochs. Im Allgemeinen beträgt das Seitenverhältnis bei den meisten Herstellern 6:1. Ein kleineres Seitenverhältnis ermöglicht eine größere Festigkeit der PCB. Das höhere Aspektverhältnis ermöglicht mehr Kupferplattierung und Frequenz. Sie brauchen also beim Entwerfen Ihrer Leiterplatte die richtige Balance.

Signalintegrität

Das Signal kann ohne Verlust oder Verzerrung von einem Punkt zum anderen übertragen werden. Wenn Ihre Signalintegrität nicht stimmt, funktioniert Ihre Leiterplatte nicht gut (wenn Sie Sherlock sind, werden Sie es wissen). Aus diesem Grund müssen Sie eine ordnungsgemäße Anordnung von Masseebenen, Stromversorgungsebenen, PCB-Material und Durchkontaktierungen im Auge behalten.

3. Regeln für das Design von Multilayer-Leiterplatten

Jetzt sind wir an den technischen Dingen vorbeigeflasht (puh); Lassen Sie uns ein wenig über das Entwerfen sprechen. Es kann lustig und aufregend sein. Wenn Sie vorhaben, eine Leiterplatte herzustellen, können Sie Folgendes tun.

Schritt 1- Erstellen Sie ein schematisches Diagramm, das eine Blaupause für alle Ihre Komponenten auf Ihrer Leiterplatte ist. Sie können dies mit Hilfe einer Software oder von Hand tun, aber ich empfehle Software.

Schritt 2- Zeichnen Sie das Platinenlayout. Sie können dies mit Hilfe von Software wie KiCad und Circutimaker tun. Googlen Sie es einfach und Sie werden eine Menge Software finden.

Schritt 3- Der letzte Schritt ist das Ätzen auf der Leiterplatte. Sie können es von jemand anderem erledigen lassen, da einige Unternehmen diese Möglichkeit anbieten. Oder Sie können es selbst mit Hilfe einer Lötpistole und anderen Dingen tun.

Sie müssen auch sicherstellen, dass Ihr schematisches Design korrekt und nicht nur schön ist. Das Entwerfen einer Leiterplatte macht ziemlich viel Spaß. Übertreiben Sie es jedoch nicht. Und versuchen Sie, eine Platine für eine Grafikkarte zu machen, wenn Sie anfangen.

Ich empfehle Ihnen, mit LEDs zu beginnen. Sie sehen ziemlich cool aus. Außerdem ist es ein ziemlich gutes Hobby und eine ziemlich gute Freizeitbeschäftigung.

4. Verschiedene Arten von Multilayer-Leiterplatten

Was sind also die wichtigsten Arten von Multilayer-Leiterplatten? Hier ist ein Blick.

Einlagige Leiterplatten – Es ist eines, bei dem sich die [dünne] Kupferschicht nur auf einer Seite der Platine befindet. Andererseits sind Anschlüsse von elektrischen Komponenten elektrisch verbunden.

Zweischichtige Leiterplatten – Bei dieser Art von Leiterplatte befindet sich auf beiden Seiten der Platine eine dünne Schicht Kupferbeschichtung. Gebohrte Löcher verbinden Stromkreise beider Parteien.

Mehrschichtige Leiterplatten – Es handelt sich um eine Reihe von 3 oder mehr doppelschichtigen Leiterplatten. Die Isolierung befindet sich zwischen jeder Leiterplatte. Sie werden durch starken Kleber an Ort und Stelle gehalten.

Starre Leiterplatten – Diese Leiterplatten verwenden ein starres Substrat, das sich nicht verdreht. Es ist als Single-Layer-, Double-Layer- sowie Multi-Layer-Leiterplatte erhältlich.

Flexible Leiterplatten – Diese Leiterplatten verwenden flexibles Substratmaterial. Es ist auch als Single-Layer-, Double-Layer- sowie Multi-Layer-Leiterplatte erhältlich.

Hinweis:Sie können neben Kupfer auch Aluminium als leitfähiges Material verwenden.

5. Multilayer-Leiterplatten – Anwendungsbereiche für Multilayer

Ich weiß, dass Sie bereits eine ziemlich gute Vorstellung von den Einsatzgebieten von Leiterplatten haben. Deshalb erzähle ich Ihnen ein wenig über verschiedene Orte, an denen Sie es sehen können.

• Elektronische Geräte wie Computer und Smartphones. Fast alle elektronischen Geräte verwenden irgendeine Form von PCB. Es kann in reiner Form oder in komplexer, anspruchsvoller Form vorliegen.

• Medizinische Geräte wie Herzfrequenzmesser und CT-Scanner.

• Haushaltsgeräte wie Mikrowellen, Kühlschränke und Kaffeemaschinen.

• Beleuchtungsausrüstung wie LEDs und Leuchtreklamen.

• Industrieausrüstung, wie z. B. Bohrer. Oder Fahrzeugausrüstung wie Navigationsgeräte und Steuersysteme in Cockpits.

Diese kleinen dünnen Bretter haben jeden Lebensbereich infiltriert. Sie sind überall um uns herum.

6. Hersteller von Multilayer-Leiterplatten

Wie Sie aus diesem Video wissen, kann die Herstellung von Multilayer-Leiterplatten ziemlich knifflig sein. Der Prozess ist sehr intensiv und erfordert Genauigkeit.

• Es gibt ein Sandwich aus mehreren Lagen Kupferfolie, Prepreg und Kernen. Dieser Sandwichprozess erfordert einen sehr hohen Druck [50 psi] und eine sehr hohe Temperatur [350 F].

• Beim Sandwiching ist eine gleichmäßige Beanspruchung der Lagen erforderlich. Wenn Sie dies nicht tun, führt dies zu ungleichmäßigem Druck. Oder verursachen ungleichmäßige Dicke an verschiedenen Positionen.

• Alle Ebenen müssen ausgerichtet sein.

Wenn Sie nach anpassbaren Multilayer-Leiterplatten suchen und nicht wissen, wo Sie anfangen sollen, suchen Sie nicht weiter. Wir bieten anpassbare Multilayer-Leiterplatten für Ihre Anforderungen.

Zusammenfassung

Mehrschichtige Leiterplatten wurden in den 80er Jahren zunehmend verwendet. Heute ist es zu einem unumkehrbaren Bestandteil unserer elektronischen Geräte geworden, die hier bleiben werden.

Der globale PCB-Markt wird bis 2024 rund 90 USD erreichen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 4,3 % für 2019 – 2024. Mehrschichtige PCBs sind viel nützlicher als ein- oder zweischichtige PCBs.

Aber gleichzeitig sind sie kostspielig, erfordern viel Investition in Technologie, Zeit und Optimierung. Wenn Sie also vorhaben, eine Leiterplatte zu entwerfen, sei es zum Spaß, für ein Projekt oder aus Interesse, handeln Sie danach. Sprechen Sie mit uns über Ihre Anforderungen an Multilayer-Leiterplatten. Wir sind ein Leiterplattenhersteller, dem Sie vertrauen können.