32-lagige LeiterplattenMit ihren leistungsstarken Funktionen zur Schaltungsintegration werden sie häufig in Bereichen wie High-End-Servern, elektronischen Geräten für die Luft- und Raumfahrt sowie komplexen Kommunikationsbasisstationen eingesetzt, die eine äußerst anspruchsvolle elektronische Leistung erfordern. Und ihre Dicke als wichtiger physikalischer Parameter beeinflusst nicht nur die mechanische und elektrische Leistung der Leiterplatte selbst, sondern hat auch tiefgreifende Auswirkungen auf das gesamte Strukturdesign und die Wärmeableitungsplanung der Ausrüstung.
1, Der Einfluss der Grundbestandteile auf die Dicke
(1) Die Rolle von Substratmaterialien
Das Substrat einer Leiterplatte als Träger von Schaltkreisen und elektronischen Bauteilen spielt bei der Dickenzusammensetzung eine wichtige Rolle. Zu den gängigen Substratmaterialien gehören Epoxidglasgewebelaminate, Keramiksubstrate und Hochgeschwindigkeitssubstrate, die in den letzten Jahren auf den Markt gekommen sind. Am Beispiel des weit verbreiteten FR-4-Substrats weist es eine bestimmte Dickenspezifikation auf, wobei der übliche Dickenbereich zwischen 0,2 mm und 3,2 mm liegt. Bei einer 32-Lagen-Leiterplatte führt die Verwendung eines dickeren FR-4-Substrats als Kernträger zweifellos zu einer Erhöhung der Gesamtdicke. Aufgrund ihrer hervorragenden elektrischen Leistung und hohen Wärmeleitfähigkeit werden Keramiksubstrate häufig in Schaltkreisen verwendet, die eine extrem hohe Leistung erfordern. Allerdings kann ihre relativ hohe Dichte und Dicke auch die Dicke der Leiterplatte erhöhen.
(2) Der Einfluss der Kupferfoliendicke
Kupferfolie als Schlüsselkomponente zur Erzielung der Leitfähigkeit in Leiterplatten hat aufgrund ihrer Dicke auch einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtdicke einer 32-Lagen-Leiterplatte. Im Allgemeinen wird die Dicke der Kupferfolie in gängige Spezifikationen wie 1 Unzen (35 μm), 2 Unzen (70 μm) und 3 Unzen (105 μm) unterteilt. Wenn bei einer 32-Lagen-Leiterplatte bestimmte Schichten große Ströme führen müssen, wie z. B. die Leistungsschicht, können dickere Kupferfolien, z. B. 2 Unzen oder 3 Unzen Kupferfolien, verwendet werden, um eine gute Leitfähigkeit und einen geringeren Widerstand sicherzustellen. Die Zunahme der Dicke jeder Kupferfolienschicht überschneidet sich bis zu einem gewissen Grad mit der Gesamtdicke der Leiterplatte.
2, Zwischenschichtisolationsmaterialien und strukturelle Designfaktoren
(1) Die Bedeutung der Dämmschichtdicke
Bei einer 32-Lagen-Leiterplatte müssen Isoliermaterialien zur Isolierung der Schichten verwendet werden, um das Auftreten von Kurzschlüssen zu verhindern. Zu den am häufigsten verwendeten Isoliermaterialien gehören halbgehärtete Platten usw. mit einer Dicke im Allgemeinen zwischen 0,05 mm und 0,2 mm. Aufgrund der großen Anzahl von Zwischenschichtstrukturen in der 32-Schicht-Leiterplatte haben geringfügige Unterschiede in der Dicke der einzelnen Isoliermaterialschichten einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtdicke nach der Anhäufung von 31 Zwischenschicht-Isolationsintervallen. Wenn dickere Isoliermaterialien verwendet werden, um die Zwischenschichtisolierung und die Isolationsleistung zu verbessern und eine höhere elektrische Leistung zu erzielen, wird die Dicke der Leiterplatte zwangsläufig entsprechend zunehmen.
(2) Die Auswirkungen des gestapelten Strukturdesigns
Auch die Gestaltung des Stapelaufbaus der Leiterplatte ist ein entscheidender Faktor für deren Dicke. Die Anordnung verschiedener Funktionsschichten der Schaltung, wie Signalschicht, Leistungsschicht, Erdungsschicht usw., in der Stapelreihenfolge wirkt sich auf die Gesamtdicke aus. Um beispielsweise Signalstörungen zu reduzieren, kann es erforderlich sein, die Signalschicht mit der Leistungsschicht und der Erdungsschicht abzuwechseln. Diese komplexe Stapelstruktur erfordert möglicherweise mehr Platz für das Layout und erhöht dadurch die Dicke der Leiterplatte. Darüber hinaus können einige spezielle Designanforderungen, wie das Setzen von vergrabenen Löchern, Sacklöchern und anderen Durchkontaktierungsstrukturen in bestimmten Schichten, um Schaltkreise in verschiedenen Schichten zu verbinden, durch die Verarbeitung und das Layout dieser Durchkontaktierungen auch die Dicke der Leiterplatte beeinflussen. Wenn das Via-Design komplexer ist und mehr Platz benötigt, um die Zuverlässigkeit und elektrische Leistung des Vias zu gewährleisten, erhöht sich entsprechend auch die Dicke der Leiterplatte.
3, Übliche Dickenbereiche für 32-Lagen-Leiterplatten
Unter Berücksichtigung verschiedener Einflussfaktoren liegt die Dicke einer 32-Lagen-Leiterplatte typischerweise in einem relativ großen Bereich. Bei typischen herkömmlichen Design- und Herstellungsprozessen beträgt die Dicke einer 32-Lagen-Leiterplatte ungefähr 3,0 bis 6,0 mm. Es ist jedoch zu beachten, dass es sich dabei nur um einen allgemeinen Bereich handelt und die tatsächliche Dicke je nach Anwendungsszenario und Designanforderungen variieren kann.
Im High-End-Serverbereich können aufgrund der extrem hohen Anforderungen an die mechanische Stabilität und die Wärmeableitungsleistung von Leiterplatten dickere Substratmaterialien und Kupferfolien verwendet werden und mehr Wert auf die Zuverlässigkeit der Zwischenschichtisolierung und des Strukturdesigns gelegt werden, was dazu führen kann, dass die Leiterplattendicke in Richtung 6,0 mm oder sogar noch dicker geht. Bei einigen elektronischen Geräten für die Luft- und Raumfahrt mit strengen Beschränkungen hinsichtlich der Platzgröße werden Ingenieure die Stapelstruktur optimieren, leichte Substrate und Isoliermaterialien auswählen und die Dicke der 32-lagigen Leiterplatte so weit wie möglich auf etwa 3,0 mm kontrollieren und gleichzeitig die Anforderungen an die elektrische Leistung erfüllen, um das Gewicht der Geräte zu reduzieren und die Raumnutzung zu verbessern.