Warum werden Leiterplatten in Schichten hergestellt?

Leiterplatten befinden sich in fast jedem technologischen Gerät, das wir heute verwenden. Ihre Hauptfunktionen sind:1. Elektronische Komponenten elektrisch zu verbinden und 2. Mechanische Unterstützung bereitzustellen (d. h. die elektronischen Komponenten werden dauerhaft an die Platine gelötet). Leiterplatten werden ähnlich einer Lasagne schichtweise aufgebaut. Diese Schichten bestehen aus verschiedenen Materialien, um dem Material Struktur, Haltbarkeit, Leitfähigkeit und Organisation zu verleihen.

Leiterplatten umfassen typischerweise mechanische Schichten, Lötmaskenschichten, Siebdruckschichten, Lötpastenschichten und eine oder mehrere Kupferschichten, je nach Komplexität der Leiterplatten.

Die äußere Schicht enthalten die Grenzen (Form und physikalische Abmessungen) der Leiterplatte. Zusätzliche mechanische Schichten können Werkzeugspezifikationen und andere mechanische Informationen enthalten.

Die Kupferschichten enthalten die Routing-Layer sowie die Ground- und Power-Planes.

Die Lötstoppmaske ist eine Lötstoppschicht, die normalerweise zum Schutz vor Oxidation und zur Vermeidung von Lötbrücken zwischen eng beieinander liegenden Lötpads auf die äußeren Schichten der Leiterplatte aufgebracht wird. Lötstopplack ist normalerweise grün, ist aber auch in vielen Farben erhältlich.

Die Siebdruckschichten enthält unter anderem die Referenzkennzeichen für die elektronischen Bauteile, die sich auf der Ober- und Unterseite der Platine befinden. Der Text wird normalerweise mit einer permanenten, nicht leitfähigen Tinte gedruckt. Siebdruck ist normalerweise weiß, ist aber auch in anderen Farben erhältlich.

Die Lötpaste Layer enthalten die Position, die Größe und die Form der SMD-Pads auf der Platine. Diese Informationen werden dann verwendet, um die Öffnungen in der SMT-Schablone herzustellen.

Gründe für die Verwendung mehrerer Schichten in Leiterplatten.

Miniaturisierung
Multilayer-Leiterplatten ermöglichen es Designern, die Leiterplattengröße durch Hinzufügen von Schichten zu reduzieren. Dies ist sehr wichtig, da die Miniaturisierung elektronischer Produkte die Branche weiter vorantreibt.

Reduzierte Komplexität
Mehrere Schichten erleichtern das PCB-Routing, da Kupferspuren in einer Schicht mit Spuren in anderen Schichten verbunden werden können, um den Pfad zu vervollständigen.

Versorgung und Erdung
Multilayer-Leiterplatten (4 oder mehr Lagen) haben eigene Versorgungs- und Masselagen. Dies sorgt für eine Isolierung zwischen Versorgungs- und Erdungspins und verhindert Kurzschlüsse.

Konstruktion vereinfachen und Gewicht reduzieren
Beseitigung oder Reduzierung der Notwendigkeit von Steckverbindern für mehrere separate PCBs.

Höhere Montagedichte

Einlagige versus mehrlagige Leiterplatten.

Bei Single-Layer-Leiterplatten befinden sich die elektronischen Komponenten auf der einen Seite der Platine und das Leitermuster auf der anderen Seite. Mehrschichtige Leiterplatten können die elektronischen Komponenten auf der Oberseite, der Unterseite oder auf beiden Seiten der Platine haben und ein oder mehrere Leitermuster haben.

Einlagige oder einseitige Leiterplatten werden typischerweise in der einfachen Elektronik verwendet. Sie sind kostengünstig in der Herstellung und werden häufig in Anwendungen verwendet, die große Mengen erfordern, wie z. B. Taschenrechner, Radios und Drucker.

Double-Layer-Platinen sind für mäßig fortgeschrittene Technologien erforderlich, einschließlich HLK-Systeme, Netzteile, LED-Beleuchtung und Armaturenbrettbeleuchtung für Kraftfahrzeuge.

Vielschichtige Platinen tauchen in das Gebiet komplexer Datenspeicherung, GPS-Technologie, medizinischer Geräte und Satelliten ein.