4-слойная печатная плата является важной частью электронных компонентов, из которых состоят современные устройства. Каждый электронный компонент имеет свой электронный аналог где-то на печатной плате, и, в свою очередь, каждая печатная плата имеет отверстия для крепления этих электронных компонентов. Но в чем же разница между 4-слойными, 6-слойными, 8-слойными и 10-слойными печатными платами? И почему некоторые производители рекомендуют определенные толщины, а не другие? Давайте разберемся.
Сколько слоев может иметь печатная плата?
Печатная плата состоит из множества слоев, и каждый из них является неотъемлемой частью готовой платы. Существуют несколько общеизвестных слоев, таких как верхний, нижний, подложка и т. д., но есть и другие слои. Эти дополнительные слои называются «функциональными слоями». Некоторые из наиболее часто используемых функциональных слоев показаны ниже.
- Слой медной ревизии:
это первый слой, который наносится на печатную плату. Это критически важный слой, поскольку он определяет, как будут наноситься остальные слои. Он определяет, как будут наноситься остальные слои. - Слой паяльной маски:
это тонкий слой, который защищает верхний слой от окисления. Для получения более подробной информации о защите печатных плат см. нашу статью о покрытии печатных плат. - Верхняя паяльная маска:
это более толстый слой меди, который защищает верхний слой от окисления. - Нижняя паяльная маска:
это более толстый слой меди, который защищает самый нижний слой от окисления. - Подложка:
это основной материал печатной платы, который должен быть достаточно твердым, чтобы на него можно было крепить печатную плату. - Сухая пленка:
это покрытие из смолы, которое наносится на подложку. - Влажная пленка:
это завершение процесса изготовления печатной платы, когда печатающая головка перемещается для нанесения меди. - Клеевой слой:
это тонкий слой меди, который наносится на влажную пленку для завершения процесса изготовления печатной платы.
4-слойная печатная плата
4-слойная печатная плата является базовым слоем вашей печатной платы (PCB). Базовый слой — это место, где проложены дорожки для передачи сигналов между компонентами. Базовый слой изготовлен из полиимида или полиэстера. Полиимид широко используется в военных печатных платах, так как он обладает очень высокой диэлектрической прочностью и устойчив к воздействию химических веществ, масла и смазки. Полиэстер широко используется в печатных платах потребительского класса, так как он очень гибкий и легко обрабатывается при низком напряжении.
4-слойная сборка печатной платы
Существует 2 типа слоевого состава для 4-слойной печатной платы:
Стек 1
— Уровень 1: Сигнал
— Уровень 2: Заземление/Питание
— Уровень 3: Питание/Заземление
— Уровень 4: Сигнал
Стек 2
— Уровень 1: Заземление
— Уровень 2: Сигнал/Питание
— Уровень 3: Питание/Сигнал
— Уровень 4: Заземление
Первый способ обычно применяется в ситуациях, когда на плате находится много микросхем. Это решение позволяет добиться лучших показателей SI, но не очень хорошо подходит для EMI, которые в основном контролируются проводкой и другими деталями. Основное внимание: формация размещается на соединительном слое сигнального слоя с наиболее плотным сигналом, что способствует поглощению и подавлению излучения; увеличение площади платы для отражения правила 20H.
Второй подход используется, когда на плате достаточно места вокруг микросхемы и плотность микросхем достаточно низкая. Внешние слои печатной платы функционируют как линии заземления, а средние слои — как сигнальные/силовые линии. Питание прокладывается по сигнальной линии с использованием широкого провода, что делает импеданс тока питания низким, а импеданс сигнального микрополоскового пути — низким. Эта структура также имеет самые низкие показатели EMI среди всех 4-слойных печатных плат.
Преимущества 4-слойных печатных плат
- — Больше вариантов маршрутизации, чем у двухслойных плат;
- — Могут выдерживать более высокие токи, чем двухслойные платы;
- — Меньшая вероятность повреждения в результате электростатического разряда.
4-слойные печатные платы Применение
Четырехслойные печатные платы используются в различных областях, в том числе:
- — автомобильная электроника;
- — телекоммуникации;
- — компьютерные сети;
- — медицинское оборудование;
- — аэрокосмическая и оборонная промышленность.
6-слойная печатная плата
Далее у нас есть 6-слойная печатная плата. Как и 4-слойная печатная плата, 6-слойная печатная плата также изготовлена из полиимида или полиэстера. Однако в этом случае толщина каждого из этих слоев увеличена. Это повышает жесткость печатной платы и делает ее более прочной.
6-слойная печатная плата
Для обеспечения высокой мгновенной пропускной способности и работы большого количества микросхем следует использовать 6-слойную плату. Рекомендуется следующая конфигурация слоев:
Стек 1
— Слой 1: Сигнал
— Слой 2: Заземление
— Слой 3: Сигнал
— Слой 4: Питание
— Слой 5: Заземление
— Слой 6: Сигнал
Стек 2
— Слой 1: Заземление
— Слой 2: Сигнал
— Слой 3: Заземление
— Слой 4: Питание
— Слой 5: Сигнал
— Слой 6: Заземление
В случае Stackup 1 слой сигнала примыкает к слою заземления, а слои заземления и питания соединены в пары, что обеспечивает лучшую целостность сигнала. Импеданс каждого слоя трассировки можно хорошо контролировать, и оба слоя способны хорошо поглощать линии магнитного поля. При наличии полных слоев питания и заземления улучшается обратный путь для каждого слоя сигнала.
Для Stackup 2 это решение подходит только в том случае, если плотность устройств не очень высока. Этот стек обладает всеми преимуществами вышеупомянутого стека, а заземляющая плоскость верхнего и нижнего слоев относительно полная и может использоваться в качестве более эффективного экранирующего слоя. Следует отметить, что слой питания должен находиться близко к слою, который не является стороной основного компонента, поскольку нижняя плоскость будет более полной. Поэтому его характеристики по электромагнитной совместимости лучше, чем у первой схемы.
Преимущества 6-слойных печатных плат
- — Улучшенная механическая стабильность и теплоотдача;
- — Повышенная плотность маршрутизации;
- — Более высокая пропускная способность по току и напряжению;
- — Повышенная надежность;
- — Снижение перекрестных помех;
- — Снижение электромагнитных помех.
6-слойные печатные платы Применение
- — Высокоскоростные цифровые и радиочастотные приложения;
- — Усилители мощности;
- — Микроволновые устройства;
- — Приложения высокого напряжения/высокого тока;
- — Линии передачи с контролируемым импедансом;
- — Экранирование от электромагнитных/радиочастотных помех.
8-слойная печатная плата
8-слойная печатная плата является самой толстой из всех печатных плат и изготавливается из полиимида или полиэстера. Полиимидные печатные платы чрезвычайно прочные и гибкие, а также относительно легко обрабатываются с помощью автоматизированных систем. Полиэстеровые печатные платы чрезвычайно гибкие, но не обладают такой химической стойкостью, как полиимидные печатные платы. Их производство может быть более дорогостоящим, чем производство печатных плат с меньшим количеством слоев. Кроме того, они требуют более тщательного проектирования и планирования.
8-слойная сборка печатной платы
Существует множество способов сложить 8-слойную печатную плату, но вот один из лучших примеров:
— Слой 1: Сигнал
— Слой 2: Заземление
— Слой 3: Сигнал
— Слой 4: Питание —
Слой 5: Заземление
— Слой 6: Сигнал
— Слой 7: Заземление
— Слой 8: Сигнал
Внутренние слои обычно используются для передачи сигналов, а внешние слои — для подачи питания или заземления. Такой метод укладки помогает уменьшить перекрестные помехи и улучшить целостность сигнала. Кроме того, он обладает очень хорошей способностью поглощать геомагнетизм, поскольку использует несколько слоев заземления.
Преимущества 8-слойной печатной платы
- — Снижение перекрестных помех;
- — Снижение электромагнитных помех;
- — Снижение потерь сигнала;
- — Повышенная целостность сигнала;
- — Восьмислойная печатная плата предлагает больше возможностей для прокладки трактов, чем четырехслойная печатная плата;
- — Восьмислойная печатная плата может поддерживать более высокую плотность компонентов.
8-слойные печатные платы Применение
8-слойные печатные платы часто используются в высокоскоростных или сложных конструкциях, некоторые из наиболее распространенных применений включают:
- — Плата питания;
- — Плата связи;
- — Плата управления;
- — Сигнальные платы;
- — Плата памяти;
- — Плата интерфейса;
- — Плата сбора данных;
- — Плата встроенных систем.
