November 28, 2022
MehrschichtigLeiterplatten, oder MLPCBs, werden in der Welt der Elektronik immer beliebter.Und das liegt daran, dass sie gegenüber herkömmlichen einlagigen Leiterplatten mehrere Vorteile bieten.In diesem Blogbeitrag werden wir diskutieren, was MLPCBs sind und warum sie so beliebt werden.Wir werden auch einige der Vorteile untersuchen, die sie gegenüber herkömmlichen Leiterplatten bieten.Bleiben Sie dran für einen detaillierten Einblick in Multilayer-Leiterplatten!
Inhaltsverzeichnis
Unterseite der elektronischen Leiterplatte
Mehrschichtige Leiterplatte(Printed Circuit Board) ist eine Leiterplatte, die mindestens drei Lagen Kupferfolie aufweist.Anstelle von doppellagigen Leiterplatten, oder nicht aeinlagige Leiterplatte.
Mit anderen Worten, ein MultilayerLeiterplattemuss mehr als zwei leitfähige Materialschichten oder Kupferschichten aufweisen.
Die Innenlage der Multilayer-Leiterplatten muss mindestens drei Kupferlagen aufweisen, die wir durch verkupferte Löcher/Durchkontaktierung miteinander verbinden.Bei doppellagigen Leiterplatten befinden sich jedoch zwei leitfähige Schichten auf der Ober- und Unterseite des Leiterplattensubstrats.
Die Plattierung der Löcher zwischen jeder Schicht besteht aus Kupfer.Die Schichten können 4, 6, 8 ... 40 an der Zahl sein.
Eine Multilayer-Leiterplatte ist von Natur aus eine komplizierte Platine.Daher ähneln die obere und die untere Schicht einer doppelseitigen Leiterplatte, sind jedoch mit einer abwechselnden Isolierschicht dazwischen übereinander gestapelt.
Außerdem komprimieren die Hersteller jede Schicht, um eine einzelne mehrschichtige Leiterplatte mit verkupferten Löchern herzustellen, die alle Schichten verbinden.
Nahaufnahme der Leiterplatte
Mehrschichtige Leiterplatten sind in High-Density-Anwendungen üblich.In diesem Abschnitt werden wir über die wichtigsten Vorteile von Multilayer-Leiterplatten sprechen.
Unmontierte Hochfrequenz-Elektronikplatine
Einer der Vorteile von Multilayer-Leiterplatten besteht darin, dass diese Arten von Leiterplatten dünner und leichter sind als andere Arten von Leiterplatten.Dieser Gewichtsvorteil liegt daran, dass Multilayer-Leiterplatten weniger Lagen aufweisen als andere Arten von Leiterplatten.
Beispielsweise kann eine mehrschichtige Leiterplatte bis zu 0,004 Zoll (0,1016 mm) dünn sein, während eine herkömmliche sechsschichtige Platte 0,032 Zoll (0,81 mm) dick sein kann.
Dieser Gewichtsvorteil ist bei bestimmten Anwendungen, wie Luft- und Raumfahrt- und Automobilanwendungen, bei denen jedes Gramm zählt, äußerst wichtig.
Darüber hinaus macht der Gewichtsvorteil der Multilayer-PCB diese Boards auch einfacher zu handhaben und weniger wahrscheinlich, dass sie während der Montage und Installation beschädigt werden.
Kleiner integrierter Elektronik-Schaltkreis-IC auf leerer Leiterplatte, fertig zur Handmontage
Mehrschichtige Leiterplatten sind auch kleiner als ihre Gegenstücke.Denn Multilayer-Boards haben mehr leitfähige Schichten pro Flächeneinheit als herkömmliche Boards.Zum Beispiel doppelseitige Platinen oder einseitige Leiterplatten.
Das bedeutet, dass Sie Multilayer-Leiterplatten verwenden können, um kleinere, kompaktere elektronische Geräte herzustellen.Wie Smartphones, Tablets und tragbare Geräte.
Multilayer-Leiterplatten haben eine höhere Bestückungsdichte als andere Leiterplattenarten.Infolgedessen haben Multilayer-Leiterplatten mehr leitfähige Schichten pro Flächeneinheit.Dadurch können mehr elektronische Komponenten auf einer Multilayer-Leiterplatte platziert werden.Daher ergibt sich ein kleineres, kompakteres Gesamtprodukt.
Die Multilayer-Platten sind widerstandsfähiger gegenüber äußeren Einflüssen wie Hitze, Feuchtigkeit und körperlicher Belastung.Dies liegt daran, dass Multilayer-Leiterplatten eine stärkere Struktur haben als andere Arten von Leiterplatten.Dies führt somit zu einem haltbareren Gesamtprodukt.
Multilayer-Leiterplatten haben eine höhere Leistung als andere Arten von Leiterplatten.Dies liegt daran, dass Multilayer-Leiterplatten eine höhere Dichte an elektronischen Komponenten aufweisen.Dies führt daher zu einem Produkt, das komplexere elektronische Signale verarbeiten kann.
Oszilloskopsonde auf elektronischem Schaltkreis
Einer der wichtigsten Vorteile von Multilayer-Leiterplatten ist ihre Fähigkeit, Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung zu unterstützen.In Wahrheit der MultilayerPCB-Stapelbietet einen Weg mit niedriger Impedanz für den Signalweg.Dies bedeutet folglich, dass Multilayer-Leiterplatten Datenraten von bis zu Gigabit pro Sekunde unterstützen können.
Multilayer-Leiterplatten sind effizienter als andere Arten von Leiterplatten.Da Multilayer-Leiterplatten mehr als zwei elektrische Verbindungsschichten haben, können Sie sie verwenden, um kleinere und effizientere Schaltungen zu erstellen.Darüber hinaus können Sie auch Multilayer-Leiterplatten verwenden, um Schaltungen mit höheren Komponentendichten zu erstellen.
Obwohl mehrere Schichten vorteilhaft sind, bringen sie auch einige Nachteile mit sich.Hier sind einige Nachteile:
Die Herstellung einer Multilayer-Leiterplatte kann bis zu zwei Wochen dauern.Und das liegt daran, dass wir jede Schicht separat herstellen und dann miteinander verbinden müssen.
Daher kann dies kostspielig und zeitaufwändig sein, insbesondere für Unternehmen, die Multilayer-Leiterplatten in großen Mengen produzieren müssen.
Engineering und Qualitätskontrolle elektronischer Komponenten im QC-Labor bei der schlüsselfertigen Herstellung von Computer-PCBs
Ein weiterer Nachteil von Multilayer-Leiterplatten ist, dass sie professionelle Designer und Hersteller erfordern.Weil der Herstellungsprozess einer mehrschichtigen Leiterplatte komplexer ist als die Herstellung einer einschichtigen oder doppelseitigen Leiterplatte.
Infolgedessen können Multilayer-Leiterplatten teurer in der Herstellung sein.
Optisches Messgerät zur Prüfung von Leiterplatten
Wenn es Probleme mit einer Multilayer-Leiterplatte gibt, kann es schwierig sein, sie zu debuggen und zu reparieren.Dies liegt daran, dass jede Schicht miteinander verbunden wird, was es schwierig macht, auf einzelne Schichten zuzugreifen.Alle Schichten machen es auch schwierig, eventuell vorhandene Probleme zu erkennen.
Dies kann die Arbeit mit Multilayer-Leiterplatten erschweren, insbesondere für diejenigen, die damit nicht vertraut sind.
Hochgeschwindigkeitsschaltungen Machen Sie sich bereit für Windows 10
Multilayer-Leiterplatten sind die häufigste Option für eine Vielzahl von Anwendungen in vielen Branchen geworden.Außerdem ist ein Großteil dieses Trends auf den kontinuierlichen Druck hin zu Mobilität und Funktionalität über alle Technologien hinweg zurückzuführen.Multilayer-Leiterplatten sind als natürliche Weiterentwicklung sinnvoll und bieten mehr Funktionalität bei geringerer Größe.Infolgedessen sind sie sehr beliebt geworden;sie sind üblich in
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Mehrschichtige Leiterplatten werden auch häufig in industriellen Steuerungssystemen verwendet.Sie finden sie also in Prozesssteuerungen, speicherprogrammierbaren Steuerungen und einer Vielzahl anderer industrieller Steuerungsanwendungen.
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Mehrschichtige Leiterplatten sind auch in einer Vielzahl von Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsanwendungen anwendbar.Sie treten auch häufig in Flugsteuerungssystemen, Leitsystemen und Navigationssystemen von Flugzeugen auf.Außerdem ist Mehrschicht-PCB auch in einer Vielzahl von Flugkörpern und Satelliten anwendbar.
8-Lagen-Leiterplattenstapel
Die aktiven und passiven elektrischen Komponenten sind alle auf der oberen und unteren Schicht enthalten.
Die inneren gestapelten Schichten dienen hauptsächlich dem Routing.Daher ist es möglich, durchkontaktierte elektronische Komponenten und SMD-Komponenten (Surface Mount Components) auf beiden Seiten dieses Designs zu löten.Mit Surface Mount Technology und anderen PCBA-Tools können Sie SMD-Bauteile löten.
Die folgende Lagenstapelung ist typisch für allgemeine mehrlagige Leiterplatten:
Schicht eins und Schicht zwei sind die oberen und unteren Schichten, auf denen wir alle elektronischen Komponenten platzieren.
Beide Schichten haben eine dünne Kupferschicht, die auf das dielektrische Substrat laminiert wird.
Die Größe und Form der Kupferspuren auf diesen Schichten hängt vom Design der Leiterplatte ab.
Vervielfachte Leiterplatten
Die Schichten drei und vier sind die inneren Schichten, in denen wir alle Verbindungsspuren führen.
Diese Schichten haben auch eine dünne Kupferschicht, die auf das dielektrische Substrat laminiert ist.Außerdem ist die Kupferdicke auf diesen Schichten typischerweise viel dünner als die obere und untere Schicht.Und das liegt daran, dass die Leiterbahnen auf diesen Schichten nicht so viel Strom führen müssen wie die Leiterbahnen auf der oberen und unteren Schicht.
Die Schichten fünf und sechs sind die inneren Schichten, in denen wir alle Verbindungsspuren führen.
Diese Schichten haben auch eine dünne Kupferschicht, die auf das dielektrische Substrat laminiert ist.
Die Dicke des Kupfers auf diesen Schichten ist typischerweise viel dünner als die obere und untere Schicht.Weil die Leiterbahnen auf diesen Schichten nicht so viel Strom führen müssen wie die Leiterbahnen auf der oberen und unteren Schicht.
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Die leitfähigen Schichten in mehrschichtigen Leiterplatten bestehen aus Kupfer.Das Kupfer wird auf das dielektrische Substrat laminiert.Die Dicke des Kupfers auf den leitfähigen Schichten ist typischerweise viel dünner als die Dicke des Kupfers auf den oberen und unteren Schichten.Weil die Leiterbahnen auf diesen Schichten nicht so viel Strom führen müssen wie die Leiterbahnen auf der oberen und unteren Schicht.
Technologische Prozess-Montage der Platine
Das Herstellungsverfahren für mehrschichtige Leiterplatten ähnelt dem Verfahren zur Herstellung doppelseitiger Leiterplatten.Zuerst lagerst du eine Schicht aus leitfähigem Material auf jeder Seite eines isolierenden Substrats ab.
Legen Sie als Nächstes zwei oder mehr doppelseitige Leiterplatten zusammen, um die inneren Schichten zu erstellen.Schließlich sollten Sie die äußeren Schichten hinzufügen und die gesamten mehrschichtigen Leiterplatten mit einem Isoliermaterial laminieren.
Der Inner Layer Core ist der erste Schritt im Herstellungsprozess von Multilayer-Leiterplatten.Wählen Sie zunächst eine Laminatplatte mit der richtigen Dicke und bedecken Sie sie mit der erforderlichen Menge Cu-Folie.
Bedecken Sie beide Seiten des Kernmaterials mit einem vor Ort laminierten und UV-empfindlichen Trockenfilm.
Als nächstes übertragen wir die Schaltkreise und Ebenen der inneren Schicht mit einem Film auf den Resist, den die elektronischen Daten erzeugen.Dann kommt das UV-Licht in direkten Kontakt mit dem Resist und härtet ihn aus, so dass er an der Kernoberfläche haftet.
Beim nächsten Arbeitsgang bildet sich der lichtbeständige Resist ab.Das Versetzen des Resists legt die Cu-Bereiche frei, die von der Oberfläche des Kerns entfernt werden.
Techniker, der elektronische Komponenten zur Montage in eine PDB einfügt
Der Laminierungsprozess, den mehrere Leiterplattenhersteller verwenden, nutzt die Materialien auf solche Weise wie den Kern der inneren Schicht, Cu-Folienblätter und „Prepreg“-Platten (Glasgewebe mit Epoxidharz).
Als nächstes werden wir die Multilayer-Leiterplatten bohren.Verwenden Sie auch eine CNC-Maschine, die einen rotierenden Bohrer hat, um dies zu beenden.Zudem wird der Bohrer präzise geführt und kontaktiert die Multilayer-Leiterplatte.
Nachdem der Bohrprozess in Ordnung ist, sind die mehrschichtigen Leiterplatten dann bereit für den Beschichtungsprozess.Bei diesem Verfahren könnte man eine dünne Metallschicht auf die gebohrten Multilayer-Leiterplatten auftragen.Außerdem ist dieses Metall normalerweise Kupfer.
Der letzte Schritt im Herstellungsprozess mehrschichtiger Leiterplatten ist derLötmaske.Üblicherweise ist der Lötstopplack ein grüner oder schwarzer Lack, der für die Multilayer-Leiterplatte verwendet wird.Dadurch wird die Multilayer-Leiterplatte vor Oxidation und Korrosion geschützt.
Die Materialauswahl für mehrschichtige Leiterplatten ist aus vielen Gründen wichtig.Beispielsweise wählen Sie einige mehrschichtige PCB-Materialien aufgrund ihrer niedrigen Dielektrizitätskonstanten aus, während Sie andere möglicherweise aufgrund ihrer niedrigen Wärmeleitfähigkeit auswählen.Darüber hinaus müssen Multilayer-PCB-Materialien auch eine gute Dimensionsstabilität aufweisen.Und sie sollten in der Lage sein, den Strapazen des Herstellungsprozesses mehrschichtiger Leiterplatten standzuhalten.
Heutzutage sind viele verschiedene mehrschichtige PCB-Materialien auf dem Markt erhältlich.Einige der beliebtesten mehrschichtigen PCB-Materialien sind:
Jedes dieser mehrschichtigen PCB-Materialien hat seine eigenen einzigartigen Eigenschaften, die es für die Verwendung in mehrschichtigen PCBs gut geeignet machen.Im Allgemeinen müssen mehrschichtige PCB-Materialien gute dielektrische Eigenschaften, eine gute mechanische Festigkeit und eine gute thermische Stabilität aufweisen.
Bei der Auswahl eines Multilayer-Leiterplattenmaterials ist es wichtig, den Verwendungszweck der Multilayer-Leiterplatte zu berücksichtigen.Beispielsweise müssen mehrschichtige PCB-Materialien, die für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind, Temperaturen von über 300 °C standhalten können.
Es ist auch wichtig, die Herstellbarkeit des mehrschichtigen PCB-Materials zu berücksichtigen.Beispielsweise sind einige mehrschichtige PCB-Materialien schwierig herzustellen und erfordern spezielle Verarbeitungstechniken.
Elektronische Komponenten und Geräte
Mehrschichtigstarr-flexible Leiterplattensind Multilayer-Leiterplatten, die einen starren und einen flexiblen Teil haben.Außerdem besteht der starre Abschnitt typischerweise aus FR-42-Material, während für den flexiblen Abschnitt Polyimid verwendet wird.
Die mehrschichtige starr-flexible Leiterplatte ist in einer Vielzahl von Anwendungen üblich, darunter:
Mehrschichtige starr-flexible Leiterplatten bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen mehrschichtigen Leiterplatten, darunter:
Mehrschichtige starr-flexible Leiterplatten sind die Zukunft der Elektronik.Mit ihren vielen Vorteilen werden sie in den unterschiedlichsten Anwendungen immer beliebter.
Mehrschichtige Leiterplatten bestehen aus mehreren Schichten leitfähigen Materials, typischerweise abwechselnd isolierende und leitfähige Schichten.Doppelseitige Leiterplatten haben zwei leitende Schichten, während einlagige Leiterplatten nur eine haben.
Darüber hinaus bieten mehrschichtige Leiterplatten viele Vorteile gegenüber doppelseitigen und einschichtigen Leiterplatten, einschließlich erhöhter Flexibilität, erhöhter Haltbarkeit, reduzierter Größe und Gewicht sowie verbesserter Leistung in rauen Umgebungen.
Während Multilayer-Leiterplatten viele Vorteile bieten, bringen sie auch einige Nachteile mit sich.Sie sind beispielsweise teurer als doppelseitige oder einlagige Leiterplatten und schwieriger herzustellen.Außerdem sind mehrlagige Leiterplatten nicht so weit verbreitet wie doppelseitige oder einlagige Leiterplatten.
Trotz der Nachteile sind Multilayer-Leiterplatten die Zukunft der Elektronik.Sie bieten mehrere Vorteile, die sie für eine Vielzahl von Anwendungen gut geeignet machen.Da sich die Technologie weiter verbessert, werden Multilayer-Leiterplatten in den kommenden Jahren wahrscheinlich noch beliebter werden.
Überlegungen zum mehrschichtigen PCB-Design
Makro-Nahaufnahme des Footprints der BGA-Ball-Grid-Array-Technologie auf einer elektronischen Platine
Beim Entwerfen Ihrer Multilayer-Leiterplatten sind mehrere Dinge zu beachten.Zum Beispiel die Anzahl der Schichten, die Dicke der Kupferfolie, die Dielektrizitätskonstante des Isoliermaterials und so weiter.
Außerdem sollten Sie bedenken, dass Multilayer-Leiterplatten in der Herstellung teurer sind als herkömmliche Leiterplatten.Dies liegt daran, dass sie spezielle Ausrüstung und Prozesse erfordern.
Die Vorteile von Multilayer-Leiterplatten überwiegen jedoch bei weitem die Kosten.Sie bieten eine größere Flexibilität im Design, eine bessere elektrische Leistung und eine verbesserte Zuverlässigkeit.
Herstellung von Computerplatinen der neuen modernen mikroelektronischen Technologie
Bei der Auswahl von Multilayer-PCB-Herstellern ist es wichtig, die folgenden Faktoren zu berücksichtigen:
Der Herstellungsprozess für mehrschichtige Leiterplatten ist ebenfalls ein wichtiger Faktor, der bei der Auswahl von Herstellern für mehrschichtige Leiterplatten zu berücksichtigen ist.Beispielsweise sind einige Mehrschicht-PCB-Prozesse nicht mit bestimmten Mehrschicht-PCB-Materialien kompatibel.Darüber hinaus sollen Hersteller auch in der Lage sein, das Multilayer-Leiterplattenmaterial mit den gewünschten Eigenschaften auszustatten.
Zusammenfassung
Gestapelte Leiterplatten
Mehrschichtige Leiterplatten (PCBs) sind die Zukunft der Elektronik.Sie bieten viele Vorteile gegenüber ein- und doppelseitigen Leiterplatten, darunter verbesserte Leistung, kleinere Formfaktoren und reduzierte Kosten.
Mehrschichtige Leiterplatten sind jedoch komplexer zu entwerfen und herzustellen als ihre ein- und doppelseitigen Gegenstücke.Dieser Leitfaden erklärt, was Multilayer-Leiterplatten sind, wie sie funktionieren und welche Vor- und Nachteile sie haben.Wenn Sie Fragen zu Multilayer-Leiterplatten haben, wenden Sie sich bitte an unskontaktiere uns.Vielen Dank fürs Lesen!
