Многослойные печатные платы

Рост степени интеграции микросхем, появление корпусов с большим числом выводов, необходимость обеспечения большого количества межсоединений – все это послужило предпосылками к разработке конструкций печатных плат с числом слоев большим чем два. Такие печатные платы называются многослойными печатными платами (МПП). 

Области применения многослойных печатных плат:

• сложные мультимедийные устройства;
• устройства вычислительной техники и автоматики;
• сложная измерительная техника;
• системы цифровой обработки сигналов;
• соединительные кросс-платы и объединительные панели;
• устройства техники связи;
• бортовые (авиационные, космические и т.п.) системы управления;
• устройства автоматики и автоматизированного управления;

Конструкция

Многослойная ПП состоит из чередующихся тонких слоев диэлектрика и проводящего рисунка. В процессе производства все слои физически соединяются в одно целое – многослойное основание. В зависимости от технологии изготовления (прессования) МПП  электрические соединения в многослойной структуре могут быть осуществлены либо сквозными переходными отверстиями, либо с применением межслойных переходов. Межслойные переходы с внешних слоев на внутренние называются глухими, а между внутренними слоями – скрытыми.

Слои в МПП, как правило, функционально дифференцированы – каждый из слоев выполняет определенную задачу в обеспечении работоспособности платы.

• Наружные слои. В сложных МПП эти слои называются монтажными слоями и применяются только для установки компонентов и создания коротких межсоединений между близко расположенными компонентами. В несложных МПП наружные слои играют не только роль монтажных, но еще и сигнальных слоев.
• Сигнальные слои. Это слои, которые несут на себе основную нагрузку по созданию межсоединений между электронными компонентами. Для сложных МПП сигнальные слои характеризуются высокой плотностью линий связи.
• Слои питания. Эти слои выполняются сплошными полигонами с минимальными омическими сопротивлениями и малой индуктивностью. Помимо обеспечения питания схемы эти слои играют роль электрических экранов между  сигнальными слоями.
• Теплоотводящие слои. Служат для отвода и распределения по всей плоскости платы избыточного тепла от компонентов схемы, которые имеют повышенное тепловыделение. Часто роль теплоотводящих слоев выполняют слои питания.

Как и в случае ДПП, поверхность печатного рисунка ПП покрывается защитной паяльной маской, а поверхность контактных площадок покрывается финишным покрытием.

Технология изготовления многослойных печатных плат

Методы создания структуры многослойных печатных плат:

• метод попарного прессования;
• метод послойного наращивания;
• метод сквозных отверстий;
• комбинированный метод.

Общим для всех этих методов является прессование заготовок (ядер) в единую монолитную конструкцию с помощью прокладочной стеклоткани. Заготовки для прессования (ядра) представляют собой тонкие двусторонние платы, на которых уже выполнен рисунок внутренних слоев.
Для способов послойного наращивания и металлизации сквозных отверстий ядра изготавливаются химическим субтрактивным методом. При этом отсутствует операция сверления, а в качестве защитного покрытия при травлении применяются высококачественные фоторезисты, которые обеспечивают высокое разрешение проводящего рисунка и высокое качество изготовления.
При создании ядер методом попарного прессования применяется комбинированный позитивный метод формирования проводящего рисунка. Этим же методом  формируется топология внешних слоев МПП.

Технологические параметры изготовления многослойных печатных плат

В таблице приведены предельные технологические параметры, которые могут быть  обеспечены при изготовлении печатных плат. Применять технологические параметры из графы «Усложненные» рекомендуется только в тех местах платы, где это действительно необходимо. На остальной площади платы для повышения надежности печатных узлов мы рекомендуем  «ослаблять» параметры до значений из графы «Типовые». Применение параметров из столбца «Усложненные» приводит к повышению стоимости изготовления печатных плат.