Trükkplaatide virnastamise struktuur on selle jõudlust määrav võtmetegur. Lihtsatest kahe-poolsetest plaatidest kuni keerukate mitmekihiliste plaatideni on trükkplaatide virnastamine nagu trükkplaadi hoone karkassi ehitamine, mis täidab olulisi funktsioone, nagu signaali edastamine, toitejaotus, elektromagnetiline varjestus jne, mis mõjutab oluliselt elektroonikaseadmete stabiilsust ja töökindlust.
1, Trükkplaatide virnastamise põhikontseptsioon ja koostis
trükkplaatide virnastamine on sisuliselt kihtide virnastamine ja kombineerimine trükkplaadil. Terviklik trükkplaat koosneb tavaliselt signaalikihist, toitekihist, maanduskihist ja isoleerivast dielektrilisest kihist. Signaalikiht on nagu teabeedastuse "kiirtee", mis vastutab elektrooniliste signaalide edastamise eest; Toitekiht tagab trükkplaadi elektroonilistele komponentidele stabiilse toitetoe; Signaalide võrdluspotentsiaalina ei loo maanduskiht mitte ainult signaali edastamiseks stabiilset ahelat, vaid kaitseb tõhusalt ka elektromagnetilisi häireid; Isoleeriv dielektriline kiht toimib tugeva "isolatsiooniseinana", eraldades juhtivad kihid, et vältida lühiseid ja tagada, et need ei segaks üksteist.
Võttes näiteks tavalise 4-kihilise plaadi, koosneb tüüpiline virnastatud struktuur ülemisest kihist (signaalkiht), teisest kihist (aluskiht), kolmandast kihist (võimsuskiht) ja alumisest kihist (signaalkiht). See struktuur vastab põhinõuetele mõnes vooluringis, mis ei nõua suurt jõudlust. Kuid elektrooniliste seadmete arenedes suure kiiruse ja keerukuse suunas, on 6, 8 või isegi enama kihiga trükkplaadid järk-järgult muutunud peavooluks. Rohkem kihte tähendab rohkem juhtmestiku ruumi, stabiilsemat toitejaotust ja paremat signaali terviklikkuse kaitset.
2, iga kihi roll trükkplaatide virnastamisel
1. Signaalikiht
Signaalikiht on trükkplaatide põhikandja vooluringi funktsioonide rakendamiseks, mis vastutab erinevate elektriliste signaalide edastamise eest. Kiiretes{1}}vooluahelates mõjutab signaalikihi jõudlus otseselt signaali terviklikkust. Väliste häirete vähendamiseks paigutatakse kiired signaalid tavaliselt aluskihi lähedusse signaalikihti, kasutades ära maapinna kihi varjestusomadusi, et vähendada elektromagnetiliste häirete mõju signaalile. Samal ajal on ülioluline ka signaalikihi juhtmestiku suund ning signaali peegeldumise ja ülekõla vältimiseks tuleb vältida pika-paralleeljuhtmeid ja täisnurkseid juhtmeid. Näiteks kiirete{7}}andmeedastusliideste puhul, nagu USB 3.0, on õige andmeedastuse tagamiseks ülioluline signaalikihi täpne paigutus.
2. Jõukiht
Toitekihi põhiülesanne on tagada trükkplaadi elektroonilistele komponentidele stabiilne toide. Mitmekihilistes trükkplaatides saab spetsiaalselt loodud toitekiht eraldada erineva pingetasemega toiteallikaid, et vältida vastastikust häiret. Toitekiht on maapinna kihiga tihedalt külgnev ja nende kahe vahemaa vähendamisega saab vähendada toitetasandi impedantsi, parandada energiajaotuse efektiivsust ja vähendada toitemüra. Lisaks peab toitekiht olema korralikult jaotatud ja isoleeritud, et tagada erinevate funktsionaalsete moodulite stabiilne ja mitte segava toiteallika vastuvõtt. Nagu arvuti emaplaat, tugineb see toitekihile, et pakkuda stabiilset toidet erinevatele komponentidele, nagu CPU, graafikakaart ja mälu, tagades iga komponendi normaalse töö.
3. Maanduskiht
Maanduskiht mängib trükkplaatide virnastamisel mitut olulist rolli. See tagab signaali edastamiseks stabiilse võrdluspotentsiaali, tagades signaalide täpse edastamise ja vastuvõtmise; Selle suurepärane varjestus võib tõhusalt blokeerida väliste elektromagnetiliste häirete tungimise trükkplaadi sisemusse, vähendades samal ajal trükkplaadi enda elektromagnetkiirgust ja parandades elektromagnetilist ühilduvust; Lisaks tagab maanduskiht ka madala impedantsi tagasitee toitekihile, vähendades veelgi toitemüra. Projekteerimisel asetatakse maanduskiht sageli suurele pinnale vasega, et vähendada maandustakistust ja suurendada maanduse efektiivsust. Sellistes valdkondades nagu meditsiinilised elektroonikaseadmed ja kosmoseseadmed, mis nõuavad ülikõrget elektromagnetilist ühilduvust, on maanduskihi roll eriti oluline.
4. Isolatsiooni dielektriline kiht
Isoleeriv dielektriline kiht asub iga juhtiva kihi vahel ning selle põhiülesanne on saavutada elektriisolatsioon ja vältida lühiseid erinevate juhtivate kihtide vahel. Materjali omadused mõjutavad märkimisväärselt trükkplaatide elektrilist jõudlust. Levinud isolatsioonimaterjalid on epoksüvaik, polütetrafluoroetüleen jne. Erinevate materjalide dielektriline konstant ja dielektrilise kadu nurk on erinev ning need parameetrid võivad mõjutada edastuskiirust ja signaalide kadu. Kiiretes vooluahelates valitakse tavaliselt madala dielektrilise konstandi ja väikese dielektrilise kaonurgaga isoleerivad dielektrilised materjalid, et vähendada signaali edastamise viivitust ja kadu ning tagada signaali terviklikkus.
3, erinevate kihtidega trükkplaatide tüüpilised virnastamisskeemid
4 kihi plaat
4-kihiline plaat on põhiline mitmekihiline plaadistruktuur, millel on levinud virnastamisskeemid, sealhulgas ülemine kiht (signaalkiht), teine kiht (aluskiht), kolmas kiht (toitekiht) ja alumine kiht (signaalkiht). See struktuur sobib vooluringidele, mis ei vaja suurt jõudlust, näiteks lihtsad olmeelektroonikatooted, osalised trükkplaadid tööstuslikele juhtimisseadmetele jne. Kuid 4-kihilisel plaadil on signaalikihi juhtmestiku ruum piiratud ja signaali häirete vältimiseks on vaja juhtmestiku suuna hoolikat planeerimist.
6 kihi plaat
Võrreldes 4-kihilise plaadiga suurendab 6-kihiline plaat juhtmestiku ruumi ning toite- ja maanduskihte. Üldine virnastamisskeem sisaldab ülemist kihti (signaalkiht), teist kihti (aluskiht), kolmandat kihti (signaalkiht), neljandat kihti (võimsuskiht), viiendat kihti (aluskiht) ja alumist kihti (signaalkiht). See struktuur suudab paremini rahuldada mõõdukalt keerukate vooluahelate vajadusi, nagu nutitelefonide emaplaadid, mõned võrguseadmete trükkplaadid jne. 6-kihilisel plaadil saab kiireid signaale paigutada signaalikihti, mis asub keskel maapinna lähedal, et parandada signaali terviklikkust.
8 kihi plaat
8-kihilisel plaadil on rikkalikumad virnastamiskombinatsioonid, mis pakuvad keerukate vooluahelate jaoks head jõudlust. Levinud virnastamisskeemid hõlmavad pealmist kihti (signaalikiht), teist kihti (aluskiht), kolmandat (signaalikihti), neljandat kihti (toitekiht), viiendat kihti (toitekiht), kuuendat kihti (signaalikiht), seitsmendat kihti (aluskiht) ja alumist kihti (signaalkiht). Toite- ja maanduskihi mõistliku paigutusega võib 8-kihiline plaat veelgi vähendada toitemüra ja parandada signaali terviklikkust.
4, Trükkplaatide virnastamise tuleviku arengusuund
Elektroonikatehnoloogia pideva arengu ja kasvava nõudluse tõttu trükkplaatide jõudluse järele toob trükkplaatide virnastamine kaasa ka uued arengusuunad. Tulevikus tekitab selliste tehnoloogiate nagu 5G, tehisintellekt ja asjade internet laialdane rakendamine suuremat nõudlust kiirete,{2}}kõrge sagedusega ja suure{4}tihedusega vooluahelate järele. See julgustab trükkplaate virnastama kasutama rohkem kihte, täiustatud isolatsioonimaterjale ja optimeeritud virnastamisstruktuure, et vastata kõrgematele signaali terviklikkuse, võimsuse terviklikkuse ja elektromagnetilise ühilduvuse nõuetele.
Elektrooniliste seadmete miniatuurimise ja kergendamise trendiga kohanemiseks pööratakse trükkplaatide virnastamises rohkem tähelepanu integreerimisele ja hõrenemisele. Kasutades suure-tihedusega ühendamise (HDI) tehnoloogiat, mattunud pimeauku tehnoloogiat jne, saab piiratud arvu kihtide piires saavutada suurema juhtmestiku tiheduse; Õhemate isolatsioonimaterjalide ja vaskfooliumi kasutamine trükkplaatide paksuse ja kaalu vähendamiseks.