När hårdvaruingenjörer först stöter på flerskiktade kretskort kan de känna sig lite överväldigade. Att titta på tio- eller åttaskiktade kort med täta, invecklade spår som liknar spindelnät kan göra en osäker på var man ska börja. Designen av flerskiktade kretskort är dock en viktig och integrerad del av moderna elektroniska produkter. Den interna strukturen hos flerskiktade kretskort kan representeras med hjälp av tredimensionell grafik, vilket gör att man kan få en mer intuitiv förståelse för kretskortsdesign.Kärnan i HDI
High-Density Interconnect (HDI) är en kärnkonstruktion för flerskiktade kretskort, som främst kännetecknas av sin via-teknik. Tillverkningsprocessen för kretsarna i flerskiktade kretskort liknar den för enkel- och dubbelskiktade kretskort, med den största skillnaden i via-tekniken. Kretsarna är etsade, medan viaerna formas genom borrning och kopparplätering.Typer av flerskiktade kretskort
Flerskiktade kretskort är vanliga och viktiga komponenter i moderna elektroniska produkter. Deras design och tillverkning innebär att man väljer olika lagerantal och tekniker baserat på produkternas komplexitet och prestandakrav. Följande är flera vanliga typer av flerskiktade kretskort och deras typiska tillämpningar:Genomgående hål-kretskort
Ett hålmonterat kretskort är den enklaste typen av flerskiktskretskort, vanligtvis bestående av två lager som är sammankopplade genom hålmonterade. Denna typ av kretskort är lämpligt för vissa enkla 8-bitars mikrokontrollerprodukter och erbjuder en relativt lägre kostnad. På grund av potentiell signalstörning och designbegränsningar orsakade av hålmonterade anslutningar har det dock gradvis ersatts av andra typer för produkter med högre prestandakrav.Första ordningens styrelse
Ett första ordningens kort är ett vanligt 4-lagers till 6-lagers hålkort som är lämpligt för smart hårdvara på 32-bitars mikrokontrollernivå. Det ger mer utrymme mellan lager och designflexibilitet, vilket bidrar till att minska signalstörningar, ge bättre elektrisk prestanda och brusimmunitet. Samtidigt är tillverkningsprocessen relativt enkel och kostnaden relativt låg, vilket gör det till ett föredraget val för många medelkomplexa produkter.Andra ordningens styrelse
Ett andra ordningens kort är en mer avancerad typ av flerskiktskretskort, vanligtvis med 6 till 8 lager. Kortets design är mer komplex och passar för smart hårdvara på Linux- och Android-nivå. I dessa produkter kräver layouten av kommunikationsgränssnitt, höghastighetssignaler, kraft- och jordlager större precision, och användningen av ett andra ordningens kort kan bättre uppfylla dessa krav.Andra ordningens staplade via PCB
Andra ordningens staplade via-kretskort är en komplex typ som används i åtta lager eller fler kort. Det kombinerar egenskaperna hos första och andra ordningens kort, vilket gör att flera vias kan placeras på samma plats, vilket ger högre anslutningstäthet och förbättrad signalintegritet. På grund av dess komplexitet och tillverkningssvårigheter är dess användning dock begränsad och tillämpas främst i avancerade, sofistikerade produkter.Tredje ordningens kort och kretskort av högre ordning
Tredje ordningens kort och kretskort av högre ordning används vanligtvis för extremt högpresterande applikationer som servrar, avancerade datorer etc., på grund av deras komplexa design- och tillverkningskostnader. Dessa kort erbjuder fler lager av signal- och effektplan, vilket gör att de kan möta kraven på komplex signalöverföring och strömhantering. På grund av sitt dyra pris används de vanligtvis i applikationer som kräver extremt hög prestanda och tillförlitlighet. Smartphones och andra kompakta produkter använder vanligtvis 8-lagers första ordningens till 10-lagers andra ordningens kretskort. På grund av behovet av att rymma många funktioner och komplexa kretsar inom begränsat utrymme, möjliggör användning av fler lager och kretskort av högre ordning bättre signalintegritet, strömhantering och värmeavledningskrav. Sammantaget beror valet av lämplig typ av flerskiktskretskort på produktens prestandakrav, signalintegritet, elektriska prestanda, layoutkomplexitet och budgetbegränsningar. Med den kontinuerliga teknikutvecklingen kommer ett ökande antal produkter att använda kretskort av högre ordning för att möta de ständigt växande funktions- och prestandakraven.Den vanligaste typen av genomgående hål
Det finns bara en typ av via, som går från det första lagret till det sista lagret. Oavsett om det är ett externt spår eller ett internt spår, är viaen borrad igenom, så kallad ett hålmonterat kretskort. Antalet lager har ingen relation till hålmonterade kretskort; även vanliga 2-lagers kretskort har hålmonterade. Många switchar och militära kretskort, trots att de har 20 lager, använder fortfarande hålmonterade vias. Processen innebär att man borrar kretskortet med en borr och sedan pläterar koppar inuti hålen för att skapa elektriska anslutningar.
Det bör noteras att diametrarna för de pläterade genomgående hålen vanligtvis är 0,2 mm, 0,25 mm och 0,3 mm. 0,2 mm-borrarna är dock generellt dyrare än 0,3 mm-borrarna. Detta beror på att de tunnare borrkronorna är mer benägna att gå sönder och att borrningen tar längre tid. Den extra tiden och kostnaderna för borrkronorna återspeglas i de ökade priserna på kretskort.
Laservias på HDI-kort
Detta diagram representerar lagerstrukturen på ett 6-lagers HDI-kort av första ordningen (High-Density Interconnect). De övre och nedre ytorna har två lager med laservias på 0,1 mm i diameter vardera. De inre lagren har mekaniska vias, vilket skapar en struktur som liknar ett 4-lagers hålkort, med ytterligare 2 lager som täcker utsidan.
Laservias kan penetrera glasfibermaterial men inte metallkoppar. Som ett resultat påverkar inte vias på de yttre lagren den interna dragningen. Efter laserborrning kopparpläteras hålen, vilket skapar lasermikrovias.
2-lagers HDI-kort med dubbellagerlaser
Bilden ovan visar ett 6-lagers 2-stegs HDI-kort med förskjutna hål (staggered hole). Vanligtvis används 6-lagers 2-stegs HDI-kort mindre vanligt, och oftast föredras 8-lagers 2-stegs HDI-kort. Principerna är dock desamma när det gäller fler lager än för 6-lagers HDI. Termen "2-stegs" hänvisar till förekomsten av två lager laserborrade hål. Termen "förskjuten" indikerar att de två lagren av laserborrade hål är feljusterade. Varför är hålen förskjutna? Detta beror på att hålen under kopparpläteringsprocessen kanske inte fylls helt, vilket lämnar hålrum inuti hålen. Därför är det inte möjligt att borra direkt ovanpå dessa hålrum. Istället måste hålen vara förskjutna på ett visst avstånd, och ytterligare ett lager av hålrum skapas ovanpå. 6-lagers 2-stegs HDI innebär att det finns 4 lager med 1-stegs HDI-konstruktion, och sedan läggs ytterligare 2 lager till på utsidan. 8-lagers 2-stegs HDI innebär att det finns 6 lager med 1-stegs HDI-konstruktion, och sedan läggs ytterligare 2 lager till på utsidan. Mikrovia-tekniken innebär komplexa processer och högre kostnader, där två lager laserborrade vias överlappar varandra. Detta möjliggör en mer kompakt kretskonstruktion. De inre vias-skiktet måste fyllas med galvanisering innan de yttre vias-skiktet skapas. Denna process gör den dyrare än konventionella hålmonterade kort. För ultradyra HDI-kort (high-density interconnect) innebär den flera lager laserborrade mikrovias. Varje lager består av laserborrade vias, vilket ger flexibiliteten att routa och skapa vias efter önskemål. Layoutingenjören är extremt nöjd och tillfredsställd med sitt arbete! De behöver inte längre oroa sig för att inte kunna skapa den ideala designen. Inköpsavdelningen står dock inför betydande press eftersom kostnaden för Any-Layer HDI (High-Density Interconnect)-kortet är mer än 10 gånger högre jämfört med vanliga hålmonterade kort! Detta förklarar också varför endast avancerade produkter som iPhone har råd att använda så dyra moderkort. För närvarande verkar det som att andra mobiltelefonmärken inte har hört talas om att någon anammar Any-Layer HDI-kortet.
SprintPCB: Din pålitliga leverantör av kretskortssupport. SprintPCB är ett välkänt högteknologiskt företag som erbjuder omfattande tjänster för kretskortstillverkning till kunder globalt. Med vår omfattande expertis och kostnadseffektiva lösningar kan du prioritera din organisations kritiska krav samtidigt som du får en smidig process. Kontakta oss idag och upptäck hur vi kan hjälpa dig.
Hem > Resurser > Bloggar > Intern arkitektur för flerskiktade kretskort: Utforska den fascinerande världen av kretskortsdesign 
Byggnad A19 och C2, Fuqiao nr 3-distriktet, Fuhai-gatan, Bao'an-distriktet, Shenzhen, Kina 
+86 0755 2306 7700
Språk
