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Wie viele Schichten kann eine Leiterplatte haben? Ultimativer Leitfaden 2023

Views: 652 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 2023-02-22 Herkunft: Site

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Wie ist der Schichtaufbau einer Leiterplatte?

Der Schichtaufbau einer Leiterplatte wird dadurch definiert, wie und wie viele Schichten angeordnet sind, wobei man die Isolierschicht und die Schicht mit Kupferfolie als eine Schicht betrachtet.

A einseitige Leiterplatte enthält eine Schicht, während eine doppelseitige Leiterplatte aus zwei Schichten besteht. Wenn die Verkabelung in einer höheren Dichte erfolgen muss, werden Prepregs verwendet, um eine Platine mit vier oder mehr Schichten zu bilden. Gehen.

Normalerweise wird davon ausgegangen, dass Leiterplatten in der folgenden Reihenfolge verwendet werden:

· einseitige Bretter,

· doppelseitige Platinen,

· und Mehrschichtplatinen, obwohl dies je nach elektronischer Ausrüstung und Industrie, in der sie verwendet werden, variieren kann.

Der Bedarf an Mehrschichtplatinen mit 4-Lagen-, 6-Lagen- und 8-Lagen-Layouts wird in Zukunft wahrscheinlich steigen, da die Zahl der elektronischen Geräte, die eine hochdichte Montage erfordern, wächst.

Leiterplatten, auch PCBs und PWBs genannt, sind Substrate zur Montage elektronischer Komponenten und die Basis aller elektronischen Produkte. Eine Leiterplatte ist ein fertiges Produkt, das effektiv funktioniert, indem es die Verbindungen zwischen jeder Schicht der Platine und den zugehörigen Komponenten mit Kupferleiterbahnen gestaltet.

Die Entwicklung von Leiterplattenschichten

In der Zeit, als es noch keine Leiterplatten gab, waren die Komponenten, aus denen ein elektronisches Produkt bestand, zu einem kompletten Stromkreis miteinander verdrahtet. 

Um den Herstellungsprozess elektronischer Produkte zu vereinfachen und die Kosten zu senken, wurden anschließend gedruckte Schaltungen entwickelt, bei denen anstelle der ursprünglichen Drahtverbindung Kupferfolie auf dem Substrat angebracht wurde, was die Produktionseffizienz verbesserte.

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Die Komponenten werden hauptsächlich durch Kupferfolienverkabelung an verschiedenen Stellen der Platine miteinander verbunden. Die Schichten sind so konzipiert, dass durch die Verbindung verwandter Komponenten ein fertiges Produkt entsteht, das effektiv funktioniert.

Die herkömmliche Leiterplattenmethode wird als Leiterplatte bezeichnet, da die Leitungen und Oberflächen der Schaltung mit gedrucktem Resist hergestellt wurden. Da elektronische Produkte immer kleiner und anspruchsvoller werden, werden die meisten Leiterplatten hergestellt, indem man sie mit einem Ätzschutz (Nassfilm oder Trockenfilm) überzieht, sie belichtet und entwickelt und dann unnötige Kupferfolie wegätzt. Wurde.

Arten der Leiterplattenkonstruktion

Im Allgemeinen gibt es drei Arten von Leiterplatten mit unterschiedlichem Schichtaufbau:

1. einseitig

2. doppelseitig

3. mehrschichtig. 

Leiterplatten (PCBs) können in drei Arten von Strukturen unterteilt werden:

Einschichtige Leiterplatte: 

Eine Leiterplatte mit Kupferfolienleitern auf nur einer Seite und ohne Kupferfolienleiter auf der anderen Seite. Frühe elektronische Produkte verfügten über einfache Schaltkreise, bei denen nur eine Seite der Platine verbunden war und die Seite ohne Kupferfolie als Komponente verwendet werden konnte.

Zweischichtiges Brett

 Auf beiden Seiten befinden sich Kupferfolienleiter, und sowohl die Vorderseite (obere Schicht) als auch die Rückseite (untere Schicht) können mit Durchkontaktierungen verbunden werden. Da eine doppelseitige Verkabelung möglich ist, ist die Fläche doppelt so groß wie bei einem einzelnen Panel und eignet sich daher für Produkte mit komplexen Schaltkreisen. Die Vorderseite dient zum Halten des Bauteils und die Rückseite zum Anlöten der Beine des Bauteils.

Mehrschichtige Leiterplatte

Eine Leiterplatte, bei der mehrere geätzte doppelseitige Platinen laminiert sind, eine Isolierschicht (Prepreg) zwischen den Platinen liegt und die beiden äußersten Seiten mit Kupferfolie laminiert sind. Da mehrere doppelseitige Platten gepresst werden, ist die Anzahl der Schichten in der Regel eine gerade Zahl. 

Die innen gepresste Kupferfolienschicht kann eine leitende Schicht, eine Signalschicht, eine Stromversorgungsschicht oder eine Erdungsschicht sein. Theoretisch, a Mehrschichtplatine kann mehr als 50 Schichten haben, derzeit beträgt das Maximum in der Praxis jedoch etwa 30 Schichten.

Was sind PWBs und PCBs?

Leiterplatten werden in der Phase des Herstellungsprozesses grob in zwei Teile unterteilt, die als PWB bzw. PCB bezeichnet werden.

PWB steht für „Printed Wiring Board“. Diese Platine wird ohne angebrachte elektronische Komponenten geliefert. PCB ist eine Leiterplatte mit angebrachten elektronischen Komponenten.

Wenn wir von „Leiterplatte“ sprechen, meinen wir damit „PWB“ und „PCB“ bedeutet „Leiterplatte“, aber im Allgemeinen werden beide als „Leiterplatte“ bezeichnet.

Wie ist die Lagenkonfiguration einer 4-Lagen-Platine?

Der Schichtaufbau einer Mehrschichtplatte ist ein Zustand, in dem die Platten übereinander geschichtet sind, ähnlich wie Waffeln für Süßigkeiten.

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Hier stellen wir den Schichtaufbau am Beispiel einer 4-Schicht-Platte vor.

Lagenaufbau einer vierlagigen Platine mit einer doppelseitigen Platine in der Mitte

Bei einer normalen vierschichtigen Platte befindet sich in der zentralen Kernschicht eine doppelseitige Platte, und die äußeren Schichten von L1 und L4 werden unter Verwendung von Prepreg, einem Klebstoff, auf den Außenseiten von L2 und L3 gebildet.

Es gibt insgesamt vier Schichten – L1, L2, L3 und L4 – und jede Schicht ist durch ein Durchgangsloch verbunden.

Lagenaufbau einer vierlagigen Platine mit zwei doppelseitigen Platinen
Hierbei handelt es sich um eine 4-schichtige Struktur, die durch die Verbindung zweier doppelseitiger Platten mit Prepreg entsteht.

Für jede doppelseitige Platine werden zunächst Muster auf den Innenschichten L2 und L3 gebildet, und Blind Vias durchdringen die Oberfläche und die Innenschichten der Platine.

Danach werden die äußeren Schichten von L1 und L4 gebildet und die gesamte Platine wird durch durchgehende Löcher elektrisch verbunden.

Diese Konfiguration wird üblicherweise für dieselbe 4-Lagen-Platine verwendet, wenn die Komponentendichte hoch ist oder der Strom hoch ist.

Basierend auf der Zusammensetzung des Grundmaterials lassen sich Leiterplatten hauptsächlich in starre und flexible Typen einteilen.

Starres Brett

Starre Platten, benannt nach dem Wort „rigid“, bedeuten „starr“ und bestehen aus starren Isoliermaterialien, die nicht flexibel sind. Das Wort „Leiterplatte“ bezieht sich im Allgemeinen auf diese starre Leiterplatte.

Starre Platinen haben den Vorteil, dass sie einfach zu montieren sind, da sie bei der Montage von Komponenten direkt am Gerät befestigt werden können.

Flexibles Substrat

Eine flexible Platine ist eine Leiterplatte, die flexibel und biegbar ist, unter anderem weil sie ein dünnes Isoliermaterial verwendet. Es wird hauptsächlich für bewegliche Teile wie faltbare Mobiltelefone, Laptops und elektronische Wörterbücher sowie Kameraobjektive verwendet.

Elektronische Geräte werden von Jahr zu Jahr kleiner, leichter und dünner, und man kann sagen, dass flexible Substrate diese Entwicklung unterstützen. Flexible Substrate werden auch in Geräten für die Raumfahrt- und Luftfahrtindustrie eingesetzt, wo Gewichtsreduzierung besonders wichtig ist.

Leiterplattenmaterialien und geeignete Anwendungen

Es gibt ein Konzept, dass Leiterplatten starre Leiterplatten sind, starre Leiterplatten können jedoch nach dem Material (Basismaterial) und dem für die Basis verwendeten Harz kategorisiert werden.

„Papier“ und „Glasgewebe“ sind gängige Basismaterialien, wohingegen „Epoxidharz“ und „Phenolharz“ beliebte Harze sind.

Wir werden auch die Arten von starren Substraten vorstellen, die sich je nach Material und die Materialien flexibler Substrate ändern.

Phenolisches Papiersubstrat

Eine Leiterplatte, die aus einem Material hergestellt wird, bei dem ein Papierbasismaterial mit Phenolharz imprägniert ist, wird als Papier-Phenol-Leiterplatte bezeichnet. Es wird im Allgemeinen als einseitige Platte verwendet, lässt sich gut schneiden und bohren und ist kostengünstig, sodass es für einzelne Benutzer einfach zu verwenden ist.

Allerdings hat es auch die Nachteile einer geringen Hitzebeständigkeit und Haltbarkeit sowie einer schlechten Feuchtigkeitsaufnahme. Daher wird es in Haushaltsgeräten, Heimtelefonen, Spielekonsolen usw. verwendet, die weniger anfällig für Hitze und Feuchtigkeit sind.

Epoxidharzplatte aus Papier

Diese Leiterplatte verfügt über eine Epoxidharzimprägnierung auf Papierbasis. Es ist hitze- und feuchtigkeitsbeständiger als Phenolpapiersubstrat. Auch einseitige Epoxidharzplatten aus Papier werden häufig im Bauwesen verwendet. Es eignet sich für Stromkreise, die Feuchtigkeitsaufnahme erfordern, wie z. B. Hochspannungsstromkreise und Geschirrspüler.

Glasepoxidplatte

Glas-Epoxid-Substrate werden durch Imprägnieren von Glasfasergewebeschichten mit Epoxidharz hergestellt. Derzeit wird es in den meisten elektronischen Geräten verwendet und die meisten mehrschichtigen Platinen mit doppelseitigen Platinen oder höher sind Glas-Epoxid-Platinen.

Es zeichnet sich durch hohe Haltbarkeit und gute elektrische Eigenschaften aus und wird in Personalcomputern, Digitalkameras, IC-Karten, Industrieanlagen usw. verwendet, die eine hohe Zuverlässigkeit und hohe Frequenz erfordern.

Da es nicht ohne spezielle Werkzeuge und Maschinen verarbeitet werden kann, kann man nicht sagen, dass es gut bearbeitbar ist, und die Kosten liegen etwa zwei- bis dreimal so hoch wie bei Phenolsubstraten aus Papier. Mit zunehmendem Arbeitsdruck ist es jedoch möglich, es trotz hoher Leistung zu einem niedrigen Preis zu nutzen.

Über den Autor

Ich bin seit 2015 als Leiter für Technik und Vertrieb bei Victorypcb tätig. In den letzten Jahren war ich für alle Messen im Ausland verantwortlich, beispielsweise in den USA (IPC Apex Expo), Europa (Munich Electronica) und Japan (Nepcon) usw. Unsere Fabrik wurde 2005 gegründet 1521, jetzt haben wir XNUMX Kunden auf der ganzen Welt und genießen bei ihnen einen sehr guten Ruf.

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