Многослойные печатные платы

Преимущества МПП:

• высокая плотность монтажа, что уменьшает габариты и массу аппаратуры, требует уменьшения ширины проводников, расстояний между ними, размеров контактных площадок, увеличивает число слоев и внутренних межслойных переходов, уменьшает длину электрических связей и в результате повышает быстродействие ЭА;

• устойчивость к внешним воздействиям;

• стабильность электрических сигналов, в частности, за счет сокращения количества контактов разъемов и др.

• наличие экранирующих слоев между любыми внутренними слоями или на наружных слоях, которые позволяют экранировать схему от внешних и внутренних воздействий, которые также можно использовать в качестве эффективных теплоотводов и создания специальных структур.

Недостатки МПП:

• высокая стоимость;

• значительная трудоемкость изготовления и проектирования МПП;

• более высокий по сравнению с ДПП процент брака;

• возможность нарушения электрических связей в местах контакта торцев контактных площадок внутренних слоев и столбика меди в отверстиях в процессе эксплуатации;

• высокие требования к точности изготовления элементов печатного рисунка;

• значительная разница ТКЛР меди, диэлектрика и смолы и пр.

Основными задачами при разработке МПП для коммутации наносекундных логических элементов является создание:

1) печатных межсоединений с контролируемым импедансом (волновым сопротивлением), обладающих свойством однородных длинных линий, которые должны уменьшить отражения, искажающие передаваемые сигналы;

2) печатных межсоединений с контролируемыми перекрестными наводками между соседними сигнальными проводниками, зависящие от расстояния между ними в одном или соседних слоях, длины параллельно идущих печатных проводников, свойств диэлектрика и пр.

Эти задачи могут быть решены путем применения в качестве печатных межсоединений микрополосковых или полосковых линий, образующих сигнальные цепи с постоянным характеристическим (волновым) сопротивлением и контролируемыми перекрестными наводками.

Для получения в МПП линий с заданным волновым сопротивлением конструкция МПП должна быть такой, чтобы между слоями с сигнальными проводниками располагались экранные слои земли или питания в виде сплошных слоев металла или сетки проводников.

Под полосковой линией понимают печатный проводник, размещенный параллельно двум земляным слоям (рис. 4.29, а), а под микрополосковой — печатный проводник, имеющий земляной слой только с одной стороны (рис. 4.29. б).

Конструкцию МПП выбирают в зависимости:

• от плотности сигнальных проводников;

• от допуска на волновое сопротивление;

• от перекрестных помех и пр. Волновое сопротивление линий зависит:

• от ширины проводника;

• от расстояния сигнальных проводников до ближайших экранных слоев земли или питания;

• от диэлектрической проницаемости материала диэлектрика и окружающей среды;

• от толщины диэлектрика, которая подбирается числом склеивающих прокладок с учетом также требований к электрической прочности и межслоевой емкости;

• от взаимного расположения проводников и пр. Разброс волнового сопротивления определяется:

• разбросом геометрических размеров проводника;

• разбросом толщины диэлектрика;

• смещением проводников в различных слоях относительно друг друга, вызванным:

1) изменением геометрических размеров проводников после стравливания меди с пробельных мест при получении рисунка проводников;

2) погрешностями совмещения слоев при прессовании слоев в монолит;

3) погрешностями фотошаблона при его изготовлении, эксплуатации (возможно изменение линейных размеров фотошаблона под действием окружающей среды), совмещении фотошаблонов слоев МПП.

Многослойные ПП, как и ДПП, делят на платы общего применения и прецизионные, изготавливаемые на фольгированном и нефольгированном диэлектрике.

4.3.1. МПП общего применения на фольгированном диэлектрике

Методы изготовления МПП общего применения на фольгированном диэлектрике представлены на рис. 4.30.

Основные характеристики МПП общего применения на фольгированном диэлектрике приведены в табл. 4.23.

Таблица 4.23. Основные характеристики МПП общего применения на

фольгированном диэлектрике