A nyomtatott áramköri lapok egymásra rakott szerkezete kulcsfontosságú tényező a teljesítmény meghatározásában. Az egyszerű két-oldalas kártyáktól a bonyolult több-rétegű kártyákig a nyomtatott áramköri kártyák egymásra rakása olyan, mint egy áramköri épület vázának felépítése, és olyan fontos funkciókat lát el, mint a jelátvitel, az áramelosztás, az elektromágneses árnyékolás stb., ami mélyen befolyásolja az elektronikus eszközök stabilitását és megbízhatóságát.
1, A nyomtatott áramköri lapok egymásra rakásának alapkoncepciója és összetétele
A nyomtatott áramköri lapok egymásra rakása lényegében a rétegek egymásra helyezését és kombinációját jelenti egy nyomtatott áramköri lapon. A komplett nyomtatott áramköri lapok általában egy jelrétegből, egy táprétegből, egy földrétegből és egy szigetelő dielektromos rétegből állnak. A jelréteg olyan, mint egy információátviteli "autópálya", amely az elektronikus jelek átviteléért felelős; A teljesítményréteg stabil tápellátást biztosít az áramköri lapon lévő elektronikus alkatrészek számára; A jelek referenciapotenciáljaként a földelőréteg nemcsak stabil áramkört hoz létre a jelátvitelhez, hanem hatékonyan védi az elektromágneses interferenciát is; A szigetelő dielektromos réteg masszív "szigetelőfalként" működik, elválasztva a vezető rétegeket, hogy megakadályozza a rövidzárlatokat és biztosítsa, hogy ne zavarják egymást.
A szokásos 4 rétegű táblát példának vesszük, egy tipikus halmozott szerkezet egy felső rétegből (jelréteg), egy második rétegből (alapréteg), egy harmadik rétegből (teljesítményréteg) és egy alsó rétegből (jelréteg) áll. Ez a szerkezet megfelel az alapvető követelményeknek bizonyos áramkörökben, amelyek nem igényelnek nagy teljesítményt. De az elektronikus eszközök nagy sebesség és összetettség felé történő fejlődésével a 6, 8 vagy még több rétegű nyomtatott áramköri lapok fokozatosan általánossá váltak. A több réteg nagyobb vezetékezési helyet, stabilabb áramelosztást és jobb jelintegritás-védelmet jelent.
2, Az egyes rétegek szerepe a nyomtatott áramköri lapok egymásra rakásában
1. Jelréteg
A jelréteg az áramköri funkciók megvalósítására szolgáló nyomtatott áramköri lapok maghordozója, amely különféle elektromos jelek továbbításáért felelős. A nagy sebességű{1}}áramkörökben a jelréteg teljesítménye közvetlenül befolyásolja a jel integritását. A külső interferencia csökkentése érdekében a nagy sebességű jeleket általában a jelrétegben, az alapréteg közelében helyezik el, kihasználva a talajréteg árnyékolási tulajdonságait az elektromágneses interferencia jelre gyakorolt hatásának csökkentése érdekében. Ugyanakkor a jelréteg huzalozási iránya is kulcsfontosságú, és a jelvisszaverődés és az áthallás elkerülése érdekében kerülni kell a hosszú-távolságú párhuzamos és derékszögű vezetékezést. Például a nagy sebességű adatátviteli interfészeknél, mint például az USB 3.0, a jelréteg pontos elrendezése kulcsfontosságú a helyes adatátvitel érdekében.
2. Erőréteg
A teljesítményréteg alapvető feladata, hogy stabil tápellátást biztosítson az áramköri lapon lévő elektronikus alkatrészek számára. A több-rétegű nyomtatott áramköri kártyákban egy speciálisan kialakított tápréteg képes elkülöníteni a különböző feszültségszintű áramforrásokat a kölcsönös interferencia elkerülése érdekében. A teljesítményréteg szorosan szomszédos a talajréteggel, és a kettő közötti távolság csökkentésével csökkenthető a teljesítménysík impedanciája, javítható az energiaelosztás hatékonysága, és csökkenthető a teljesítményzaj. Ezenkívül a tápréteget megfelelően particionálni és le kell szigetelni, hogy a különböző funkcionális modulok stabil és nem zavaró tápegységet kaphassanak. A számítógép alaplapjához hasonlóan az energiarétegre támaszkodik, hogy stabil tápellátást biztosítson a különböző összetevőknek, például a CPU-nak, a grafikus kártyának és a memóriának, biztosítva az egyes összetevők normál működését.
3. Földelő réteg
A földelőréteg számos kritikus szerepet játszik a nyomtatott áramköri lapok egymásra helyezésében. Stabil referenciapotenciált biztosít a jelátvitelhez, biztosítva a jelek pontos átvitelét és vételét; Kiváló árnyékolási teljesítménye hatékonyan blokkolja a külső elektromágneses interferencia behatolását az áramköri lap belsejébe, miközben csökkenti magának az áramköri lapnak az elektromágneses sugárzását és javítja az elektromágneses kompatibilitást; Ezenkívül a földelőréteg alacsony impedanciájú visszatérési utat is biztosít a teljesítményréteg számára, tovább csökkentve a teljesítményzajt. A tervezés során a földelőréteget gyakran nagy területen rézzel fektetik le a földelési ellenállás csökkentése és a földelés hatékonyságának növelése érdekében. A rendkívül magas elektromágneses kompatibilitást igénylő területeken, mint például az orvosi elektronikai berendezések és az űrrepülőgépek, a földelőréteg szerepe különösen fontos.
4. Szigetelő dielektromos réteg
A szigetelő dielektromos réteg az egyes vezető rétegek között helyezkedik el, és fő feladata az elektromos szigetelés elérése és a különböző vezető rétegek közötti rövidzárlatok megakadályozása. Az anyagtulajdonságok jelentős hatással vannak a nyomtatott áramköri lapok elektromos teljesítményére. A gyakori szigetelőanyagok közé tartozik az epoxigyanta, politetrafluor-etilén stb. A különböző anyagok dielektromos állandója és dielektromos veszteségszöge eltérő, és ezek a paraméterek befolyásolhatják az átviteli sebességet és a jelveszteséget. A nagy sebességű-áramkörökben általában alacsony dielektromos állandóval és kis dielektromos veszteségszöggel rendelkező szigetelő dielektromos anyagokat választanak a jelátviteli késleltetés és veszteség csökkentése, valamint a jel integritása érdekében.
3, Tipikus egymásra rakási sémák különböző rétegű nyomtatott áramkörökhöz
4 rétegű tábla
A 4-rétegű tábla egy alapvető többrétegű táblaszerkezet, amely általános halmozási sémákkal rendelkezik, beleértve a felső réteget (jelréteg), a második réteget (alapréteg), a harmadik réteget (teljesítményréteg) és az alsó réteget (jelréteg). Ez a struktúra alkalmas olyan áramkörökhöz, amelyek nem igényelnek nagy teljesítményt, mint például egyszerű fogyasztói elektronikai termékek, ipari vezérlőberendezések részleges áramköri lapjai, stb. A 4 rétegű kártyán azonban a jelréteg bekötési tere korlátozott, és a jelinterferenciák elkerülése érdekében a vezetékezés irányának gondos tervezése szükséges.
6 rétegű tábla
A 4-rétegű kártyához képest a 6 rétegű kártya megnöveli a bekötési helyet, valamint a tápellátást és a földelést. A közös halmozási séma magában foglalja a felső réteget (jelréteg), a második réteget (alapréteg), a harmadik réteget (jelréteg), a negyedik réteget (teljesítményréteg), az ötödik réteget (alapréteg) és az alsó réteget (jelréteg). Ez a struktúra jobban ki tudja elégíteni a közepesen összetett áramkörök igényeit, mint például az okostelefonok alaplapjai, egyes hálózati eszközök áramköri lapjai, stb. A 6 rétegű kártyán a nagy sebességű jelek a középső földréteghez közeli jelrétegben helyezhetők el a jel integritásának fokozása érdekében.
8 rétegű tábla
A 8-rétegű kártya gazdagabb halmozási kombinációkkal rendelkezik, amelyek jó teljesítményt nyújtanak összetett áramkörök esetén. A gyakori halmozási sémák közé tartozik a felső réteg (jelréteg), a második réteg (alapréteg), a harmadik réteg (jelréteg), a negyedik réteg (teljesítményréteg), az ötödik réteg (teljesítményréteg), a hatodik réteg (jelréteg), a hetedik réteg (alapréteg) és az alsó réteg (jelréteg). A táp- és a földréteg ésszerű elrendezésével a 8 rétegű kártya tovább csökkentheti az áramzajt és javíthatja a jel integritását.
4, A nyomtatott áramköri lapok jövőbeli fejlődési irányzata, egymásra rakása
Az elektronikai technológia folyamatos fejlődésével és a nyomtatott áramköri lapok teljesítménye iránti növekvő igényekkel a nyomtatott áramköri lapok egymásra rakása is új fejlesztési irányokat nyit meg. A jövőben az olyan technológiák széles körben elterjedt alkalmazása, mint az 5G, a mesterséges intelligencia és a tárgyak internete, nagyobb igényeket fog támasztani a nagy-sebességű, nagy-frekvenciás és nagy-sűrűségű áramkörök iránt. Ez arra ösztönzi a nyomtatott áramköri kártyákat, hogy több réteget, fejlettebb szigetelőanyagot és optimalizált egymásra épülő szerkezeteket alkalmazzanak, hogy megfeleljenek a jelintegritás, a teljesítmény integritás és az elektromágneses kompatibilitás magasabb követelményeinek.
Az elektronikus eszközök miniatürizálásának és könnyítésének trendjéhez való alkalmazkodás érdekében a nyomtatott áramkörök egymásra rakása nagyobb figyelmet fordít az integrációra és a vékonyításra. A nagy-sűrűségű összekapcsolási (HDI) technológia, az eltemetett zsáklyuk technológia stb. használatával nagyobb vezetéksűrűség érhető el korlátozott számú rétegen belül; Vékonyabb szigetelőanyagok és rézfólia használata a nyomtatott áramköri lapok vastagságának és súlyának csökkentése érdekében.