Многослойные печатные платы позволяют объединить несколько проводящих слоев в одной конструкции, обеспечивая компактность и надежность электроники. Важнейшие этапы разработки включают выбор медной фольги, толщины и количества слоев, диэлектриков, а также технологии сборки и прессования.
1. Медная фольга
Медная фольга используется для формирования проводящих дорожек и плоскостей.
Основные типы
- Электроосажденная (ED) медь – высокая чистота и электропроводность, подходит для точных плат с высокими требованиями к надежности.
- Рулонно отожженная (RA) медь – производится прокаткой и отжигом, применяется для широких проводников и силовых плат.
Толщина фольги и применение
- 12–18 мкм (0,34–0,5 oz) – высокая плотность трассировки, узкие дорожки
- 35 мкм (1 oz) – стандартные платы
- 70–105 мкм (2–3 oz) – силовые платы, земляные плоскости, высокие токи
Толстая медь снижает нагрев и сопротивление, но усложняет травление и монтаж мелких компонентов.
2. Диэлектрики и препрег
Диэлектрик отделяет проводящие слои. Обычно используется FR-4, реже – полиимид и специализированные материалы.
- Препрег – полутвердый композит (стеклоткань + смола), используется между слоями для склеивания. Толщина 0,05–0,25 мм, обычно комбинируют 2–3 слоя.
- Ядро (Core) – жесткая основа, более толстая, с лучшей прочностью и термостойкостью. На ядро наносится фольга с двух сторон.
Правила выбора толщины
- Для одного слоя меди: толщина препрега ≥ 3 × толщина меди.
- Для двух соседних слоев меди: толщина препрега ≥ 2 × (толщина меди 1 + толщина меди 2).
Равномерное распределение препрега обеспечивает механическую стабильность и равномерное прессование.
3. Формирование стека и сборка
- Подготовка слоев – проверка качества фольги, выравнивание отверстий и контуров.
- Формирование базовой заготовки – фольгированное ядро с готовым рисунком.
- Добавление слоев – новые слои склеиваются через препрег с высокой точностью совмещения.
- Прессование и отверждение – давление и температура обеспечивают полимеризацию смолы и прочное соединение слоев.
4. Балансировка стека
Чтобы избежать деформаций (скручивание, изгиб), следует соблюдать симметрию стека:
- Толщина диэлектрика и препрега должна быть равномерной.
- Площадь меди на внешних слоях должна быть сбалансирована.
- При наличии «пустот» в проводниках рекомендуется добавлять медные заполнители.
5. Итог
Правильный выбор фольги, диэлектриков и толщины, а также точное формирование стека и симметрия слоев обеспечивают:
- стабильные электрические параметры,
- механическую прочность,
- снижение деформаций и нагрева,
- надежность монтажа и эксплуатации.