Spausdintinių plokščių sudėties struktūra yra pagrindinis veiksnys, lemiantis jos veikimą. Nuo paprastų -dvipusių plokščių iki sudėtingų-daugiasluoksnių plokščių – spausdintinių grandinių plokščių sudėjimas yra tarsi grandinės plokštės pastato karkasas, atliekantis tokias svarbias funkcijas kaip signalo perdavimas, energijos paskirstymas, elektromagnetinis ekranavimas ir kt., turintis didelę įtaką elektroninių prietaisų stabilumui ir patikimumui.
1, Pagrindinė spausdintinių plokščių sukrovimo koncepcija ir sudėtis
spausdintinių plokščių krovimas iš esmės yra sluoksnių sudėjimas ir derinimas ant spausdintinės plokštės. Visą spausdintinę plokštę paprastai sudaro signalinis sluoksnis, galios sluoksnis, įžeminimo sluoksnis ir izoliacinis dielektrinis sluoksnis. Signalinis sluoksnis yra tarsi informacijos perdavimo „greitkelis“, atsakingas už elektroninių signalų perdavimą; Maitinimo sluoksnis užtikrina stabilų elektros grandinės plokštės elektroninių komponentų maitinimo palaikymą; Kaip atskaitos potencialas signalams, įžeminimo sluoksnis ne tik sukuria stabilią signalo perdavimo grandinę, bet ir efektyviai apsaugo nuo elektromagnetinių trukdžių; Izoliacinis dielektrinis sluoksnis veikia kaip tvirta „izoliacinė sienelė“, atskirianti laidžius sluoksnius, kad būtų išvengta trumpųjų jungimų ir jie netrukdytų vienas kitam.
Kaip pavyzdį imant įprastą 4 sluoksnių plokštę, tipišką sukrautą struktūrą sudaro viršutinis sluoksnis (signalinis sluoksnis), antrasis sluoksnis (žemės sluoksnis), trečiasis sluoksnis (galios sluoksnis) ir apatinis sluoksnis (signalo sluoksnis). Ši struktūra gali atitikti pagrindinius reikalavimus kai kuriose grandinėse, kurioms nereikia didelio našumo. Tačiau elektroniniams prietaisams tobulėjant, siekiant didelio greičio ir sudėtingumo, spausdintinės plokštės su 6, 8 ar net daugiau sluoksnių pamažu tapo populiarios. Daugiau sluoksnių reiškia daugiau laidų vietos, stabilesnį energijos paskirstymą ir geresnę signalo vientisumo apsaugą.
2, kiekvieno sluoksnio vaidmuo spausdintinių plokščių krovime
1. Signalo sluoksnis
Signalinis sluoksnis yra pagrindinis spausdintinių plokščių nešiklis, skirtas grandinės funkcijoms įgyvendinti, atsakingas už įvairių elektros signalų perdavimą. Didelės spartos grandinėse signalo sluoksnio veikimas tiesiogiai veikia signalo vientisumą. Siekiant sumažinti išorinius trukdžius, didelės spartos signalai paprastai dedami į signalo sluoksnį šalia žemės sluoksnio, panaudojant antžeminio sluoksnio ekranavimo savybes, kad būtų sumažintas elektromagnetinių trukdžių poveikis signalui. Tuo pačiu metu signalo sluoksnio laidų kryptis taip pat yra labai svarbi, todėl būtina vengti ilgų-lygiagrečių laidų ir stačiakampių laidų, kad būtų išvengta signalo atspindėjimo ir skersinio perkalbėjimo. Pavyzdžiui, didelės spartos duomenų perdavimo sąsajose, pvz., USB 3.0, tikslus signalo sluoksnio išdėstymas yra labai svarbus siekiant užtikrinti teisingą duomenų perdavimą.
2. Galios sluoksnis
Pagrindinė galios sluoksnio užduotis yra užtikrinti stabilų maitinimą elektroniniams komponentams plokštėje. Daugiasluoksnėse spausdintinėse plokštėse specialiai sukurtas maitinimo sluoksnis gali atskirti skirtingų įtampos lygių maitinimo šaltinius, kad būtų išvengta abipusių trukdžių. Maitinimo sluoksnis yra glaudžiai greta žemės sluoksnio, o sumažinus atstumą tarp jų, galima sumažinti maitinimo plokštumos varžą, pagerinti energijos paskirstymo efektyvumą ir sumažinti galios triukšmą. Be to, maitinimo sluoksnis turi būti tinkamai padalintas ir izoliuotas, kad būtų užtikrinta, jog skirtingi funkciniai moduliai galėtų gauti stabilų ir netrukdantį maitinimo šaltinį. Kaip ir kompiuterio pagrindinė plokštė, ji remiasi maitinimo sluoksniu, kad užtikrintų stabilų maitinimą skirtingiems komponentams, tokiems kaip CPU, vaizdo plokštė ir atmintis, užtikrinant normalų kiekvieno komponento veikimą.
3. Įžeminimo sluoksnis
Įžeminimo sluoksnis atlieka daugybę svarbių vaidmenų spausdintinių plokščių sukrovime. Jis suteikia stabilų atskaitos potencialą signalo perdavimui, užtikrina tikslų signalų perdavimą ir priėmimą; Puikus ekranavimas gali veiksmingai blokuoti išorinius elektromagnetinius trukdžius, kad jie nepatektų į plokštės vidų, tuo pačiu sumažinant pačios plokštės elektromagnetinę spinduliuotę ir pagerinant elektromagnetinį suderinamumą; Be to, įžeminimo sluoksnis taip pat suteikia mažos varžos grįžtamąjį kelią maitinimo sluoksniui, dar labiau sumažindamas galios triukšmą. Projektuojant įžeminimo sluoksnis dažnai klojamas variu dideliame plote, siekiant sumažinti atsparumą įžeminimui ir padidinti įžeminimo efektyvumą. Tokiose srityse kaip medicininė elektroninė įranga ir kosminė įranga, kurioms reikalingas itin didelis elektromagnetinis suderinamumas, įžeminimo sluoksnio vaidmuo yra ypač svarbus.
4. Izoliacinis dielektrinis sluoksnis
Izoliacinis dielektrinis sluoksnis yra tarp kiekvieno laidžio sluoksnio, o pagrindinė jo funkcija yra pasiekti elektros izoliaciją ir užkirsti kelią trumpiesiems jungimams tarp skirtingų laidžių sluoksnių. Medžiagos savybės turi didelę įtaką spausdintinių plokščių elektrinėms savybėms. Įprastos izoliacinės medžiagos yra epoksidinė derva, politetrafluoretilenas ir kt. Skirtingų medžiagų dielektrinė konstanta ir dielektrinių nuostolių kampas skiriasi, o šie parametrai gali turėti įtakos perdavimo greičiui ir signalų praradimui. Didelės spartos grandinėse izoliacinės dielektrinės medžiagos, turinčios mažą dielektrinę konstantą ir mažą dielektrinių nuostolių kampą, paprastai parenkamos siekiant sumažinti signalo perdavimo vėlavimą ir praradimą bei užtikrinti signalo vientisumą.
3, tipinės spausdintinių plokščių su skirtingais sluoksniais sukrovimo schemos
4 sluoksnių lenta
4-sluoksnių plokštė yra pagrindinė kelių sluoksnių plokštės struktūra su įprastomis sudėjimo schemomis, įskaitant viršutinį sluoksnį (signalinį sluoksnį), antrąjį sluoksnį (žemės sluoksnį), trečiąjį sluoksnį (maitinimo sluoksnį) ir apatinį sluoksnį (signalo sluoksnį). Ši konstrukcija tinka grandinėms, kurioms nereikia didelio našumo, pavyzdžiui, paprastiems plataus vartojimo elektronikos gaminiams, dalinėms pramoninės valdymo įrangos plokštėms ir kt. Tačiau 4 sluoksnių plokštėse signalo sluoksnio laidų erdvė yra ribota, todėl norint išvengti signalo trukdžių, reikia kruopščiai planuoti laidų kryptį.
6 sluoksnių lenta
Palyginti su 4-sluoksnių plokšte, 6 sluoksnių plokštė padidina laidų erdvę ir galios bei įžeminimo sluoksnius. Įprastą krovimo schemą sudaro viršutinis sluoksnis (signalo sluoksnis), antrasis sluoksnis (žemės sluoksnis), trečiasis sluoksnis (signalo sluoksnis), ketvirtasis sluoksnis (galios sluoksnis), penktas sluoksnis (žemės sluoksnis) ir apatinis sluoksnis (signalo sluoksnis). Ši struktūra gali geriau patenkinti vidutiniškai sudėtingų grandinių, pvz., išmaniųjų telefonų pagrindinių plokščių, kai kurių tinklo įrenginių grandinių plokščių ir tt, poreikius. 6 sluoksnių plokštėje didelės spartos signalai gali būti išdėstyti signalo sluoksnyje šalia žemės sluoksnio viduryje, kad būtų padidintas signalo vientisumas.
8 sluoksnių lenta
8-sluoksnių plokštė turi turtingesnes sudėties kombinacijas, kurios gali užtikrinti gerą sudėtingų grandinių našumą. Įprastos klojimo schemos apima viršutinį sluoksnį (signalų sluoksnį), antrąjį sluoksnį (žemės sluoksnį), trečią sluoksnį (signalų sluoksnį), ketvirtą sluoksnį (galios sluoksnis), penktą sluoksnį (galios sluoksnis), šeštą sluoksnį (signalo sluoksnis), septintą sluoksnį (žemės sluoksnis) ir apatinį sluoksnį (signalo sluoksnis). Tinkamai išdėstant maitinimo ir įžeminimo sluoksnius, 8 sluoksnių plokštė gali dar labiau sumažinti galios triukšmą ir pagerinti signalo vientisumą.
4, ateities plėtros tendencija spausdintinių plokščių krovimas
Nuolat tobulėjant elektroninėms technologijoms ir didėjant spausdintinių grandinių plokščių našumo paklausai, spausdintinių plokščių krovimas taip pat atvers naujas plėtros kryptis. Ateityje plačiai pritaikius tokias technologijas kaip 5G, dirbtinis intelektas ir daiktų internetas, sukels daugiau didelio-greičio, didelio-dažnio ir didelio{4}}tankio grandinių poreikių. Tai paskatins spausdintinių grandinių plokščių sudėtį naudoti daugiau sluoksnių, pažangesnes izoliacines medžiagas ir labiau optimizuotas sudėties struktūras, kad atitiktų aukštesnius signalo vientisumo, galios vientisumo ir elektromagnetinio suderinamumo reikalavimus.
Norint prisitaikyti prie elektroninių prietaisų miniatiūrizavimo ir lengvinimo tendencijų, spausdintinių plokščių sudėjimas daugiau dėmesio skirs integravimui ir retinimui. Naudojant didelio-tankio sujungimo (HDI) technologiją, palaidotų aklųjų skylių technologiją ir kt., galima pasiekti didesnį laidų tankį ribotame sluoksnių skaičiuje; Naudojant plonesnes izoliacines medžiagas ir varinę foliją, siekiant sumažinti spausdintinių plokščių storį ir svorį.