Mehrschichtige Leiterplatte
Bestellnummer: S8L15589A0 | Anzahl der Schichten: 8L | Min. Linie W/S: 5/5mil |
Werkstoff: FR-4 Tg 135 | Cu Dicke: 1/1oz | Min. PTH: 0,2 mm |
Dicke der Platte: 1,6 mm | Oberfläche: HAL-Bleifrei | Anwendung: Industriesteuerung |
Lötstoppmaske Farbe: Rot | ||
Platinengröße: 222,80 mm x 164,80 mm (1 up) |
Produktmerkmale
Die mehrschichtige Leiterplatte ist mit drei oder mehr verschiedenen Schichten leitfähiger Materialien laminiert, die gemäß den Designanforderungen miteinander verbunden und durch Metalllöcher verbunden sind.

Das Bild oben zeigt den Aufbau einer 4-Layer-/Multilayer-Leiterplatte.
Bei der Herstellung wird bei Kern und PP im Wesentlichen das gleiche Material verwendet, aber PP ist nicht vollständig ausgehärtet und damit formbarer als der Kern. Die abwechselnden Schichten werden dann in eine Kaschierpresse gelegt.
Auf den Stapel werden extrem hohe Temperaturen und Drücke ausgeübt, wodurch das PP "schmilzt" und die Schichten miteinander verbindet. Nach dem Abkühlen ist die harte und feste Mehrschichtplatte fertig.
Vorteile von Multilayer-Leiterplatten
- Geringere Signalverzögerung: Der Signalübertragungsweg auf der mehrschichtigen Leiterplatte ist kürzer, die Signalverzögerungszeit ist kürzer, was besonders für Hochgeschwindigkeitskommunikationsgeräte wichtig ist.
- Verbessern Sie die Zuverlässigkeit: Multilayer-Leiterplatten können Signalstörungen und Rauschen der Stromversorgung durch ein angemessenes Layout und Design effektiv reduzieren und die Zuverlässigkeit des gesamten Systems verbessern.
- Optimieren Sie die Wärmeableitungsleistung: Mehrschichtige Leiterplatten können mit einer geeigneten Wärmeableitungsstruktur versehen werden, die die Wärmeableitungsleistung des Geräts effektiv verbessern und die Ausfallrate verringern kann.
- Verbessern Sie die Produktionseffizienz: Der Produktionsprozess von mehrschichtigen Leiterplatten kann durch automatisierte Geräte hochgradig integriert und standardisiert werden, um die Produktionseffizienz zu verbessern und die Produktionskosten zu senken.
Was ist eine Multilayer-Leiterplatte?
Mehrschichtige Leiterplatten sind fortschrittliche Leiterplatten, die aus drei oder mehr leitfähigen Kupferschichten bestehen. Im Gegensatz zu einseitigen oder doppelseitigen Leiterplatten, die eine bzw. zwei Schichten haben, sind mehrschichtige Leiterplatten für komplexere Schaltungen ausgelegt. Diese Schichten werden durch Isoliermaterialien getrennt und miteinander verbunden, um eine kompakte, leistungsstarke Platine zu bilden. Der Hauptvorteil von mehrschichtigen Leiterplatten ist ihre Fähigkeit, komplizierte Designs und Verbindungen mit hoher Dichte zu unterstützen, was sie ideal für fortschrittliche elektronische Anwendungen wie Smartphones, Server und medizinische Geräte macht.
Warum Multilayer-Leiterplatten verwenden?
Mehrschichtige Leiterplatten werden in der modernen Elektronik aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile bevorzugt. Sie bieten eine höhere Schaltungsdichte, so dass mehr Komponenten auf kleinerem Raum integriert werden können. Dies ist entscheidend für Geräte wie Smartphones und Wearables, bei denen der Platz begrenzt ist. Darüber hinaus bieten mehrschichtige Leiterplatten eine bessere Signalintegrität, reduzierte elektromagnetische Störungen (EMI) und ein verbessertes Wärmemanagement. Diese Eigenschaften machen sie in Branchen wie Telekommunikation, Automobil und Luft- und Raumfahrt unverzichtbar, in denen Zuverlässigkeit und Leistung entscheidend sind.
Wie ist eine mehrschichtige Leiterplatte aufgebaut?
Die Struktur einer mehrschichtigen Leiterplatte ist ein Schlüsselfaktor für ihre Funktionalität. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Aufschlüsselung des Aufbaus:
- Stapeln von Schichten:Mehrere Schichten leitfähiger Kupferfolie wechseln sich mit isolierenden dielektrischen Materialien ab.
- Core und Prepreg:Der Kern ist ein starres Basismaterial, während Prepreg ein halbgehärteter Klebstoff ist, der die Schichten während der Laminierung miteinander verbindet.
- Vias:Kleine Löcher, die durch die Schichten gebohrt und mit leitfähigem Material beschichtet werden, um elektrische Verbindungen zwischen den Schichten herzustellen.
- Äußere Schichten:Die obere und untere Lage werden für die Bauteilmontage und externe Verbindungen verwendet.
Diese Schichtstruktur ermöglicht eine effiziente Weiterleitung elektrischer Signale und minimiert das Übersprechen zwischen Schaltkreisen.
Wie werden Multilayer-Leiterplatten hergestellt?
Der Herstellungsprozess von Multilayer-Leiterplatten ist komplex und umfasst mehrere präzise Schritte:
- Materialauswahl:Hochwertige Materialien wie FR-4, Kupferfolie und Prepreg werden je nach Anwendung ausgewählt.
- Vorbereitung der Schichten:Jede Schicht wird geätzt, um das gewünschte Schaltungsmuster zu erzeugen.
- Ausrichtung und Verklebung:Die Schichten werden mit Hilfe von Passerlöchern ausgerichtet und unter Hitze und Druck miteinander verbunden.
- Bohren und Plattieren:Durchkontaktierungen werden gebohrt und plattiert, um Verbindungen zwischen den Schichten herzustellen.
- Abschließende Radierung:Überschüssiges Kupfer wird entfernt, um das Schaltungsdesign fertigzustellen.
- Testen:Die fertige Leiterplatte wird strengen elektrischen und mechanischen Tests unterzogen, um die Qualität sicherzustellen.
Wie funktionieren Multilayer-Leiterplatten?
Mehrschichtige Leiterplatten funktionieren, indem sie elektrische Signale durch mehrere Schichten aus leitfähigem Material leiten. Die inneren Schichten werden typischerweise für Strom- und Masseflächen verwendet, während die äußeren Schichten die Signalweiterleitung übernehmen. Durchkontaktierungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbindung dieser Schichten und gewährleisten eine nahtlose Signalübertragung. Fortschrittliche Designtechniken wie Impedanzkontrolle und differentielle Signalisierung werden eingesetzt, um die Signalintegrität zu erhalten und das Rauschen in Hochgeschwindigkeitsanwendungen zu minimieren.
Wo werden Multilayer-Leiterplatten eingesetzt?
Multilayer-Leiterplatten werden häufig in Branchen eingesetzt, die leistungsstarke und kompakte elektronische Lösungen erfordern. Einige häufige Anwendungen sind:
- Unterhaltungselektronik:Smartphones, Tablets und Laptops sind aufgrund ihrer kompakten Größe und hohen Funktionalität auf Multilayer-Leiterplatten angewiesen.
- Medizinprodukte:Geräte wie MRT-Geräte und Herzschrittmacher verwenden mehrschichtige Leiterplatten aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Präzision.
- Automotive-Systeme:Fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und Infotainmentsysteme sind aufgrund ihrer Haltbarkeit und Leistung auf mehrschichtige Leiterplatten angewiesen.
- Luft- und Raumfahrt und Verteidigung:Satelliten, Avionik und Kommunikationssysteme verwenden mehrschichtige Leiterplatten, da sie rauen Umgebungen standhalten.
Was sind die Vorteile von Multilayer-Leiterplatten gegenüber anderen Leiterplattentypen?
Multilayer-Leiterplatten bieten mehrere wesentliche Vorteile im Vergleich zu einseitigen oder doppelseitigen Leiterplatten. Diese Vorteile machen sie zur bevorzugten Wahl für moderne, leistungsstarke elektronische Geräte. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
- Höhere Komponentendichte:Multilayer-Leiterplatten ermöglichen es, mehr Komponenten auf kleinerem Raum zu integrieren, was sie ideal für kompakte Geräte wie Smartphones und Wearables macht.
- Bessere Leistung:Mit dedizierten Stromversorgungs- und Masseflächen reduzieren Multilayer-Leiterplatten elektromagnetische Interferenzen (EMI) und verbessern die Signalintegrität.
- Kleinerer Formfaktor:Die Möglichkeit, mehrere Schichten zu stapeln, reduziert die Gesamtgröße der Leiterplatte und ermöglicht schlankere und tragbarere Designs.
- Komplexe Schaltungsdesigns:Multilayer-Leiterplatten unterstützen kompliziertes Routing und Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung, was für fortschrittliche Anwendungen wie 5G-Technologie und IoT-Geräte unerlässlich ist.
Warum sind Materialien und Laminierung bei mehrschichtigen Leiterplatten so wichtig?
Die Materialien und der Laminierungsprozess spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Leistung und Zuverlässigkeit von mehrschichtigen Leiterplatten. Zu den häufig verwendeten Materialien gehören:
- FR4:Ein weit verbreitetes Substratmaterial, das für seine Haltbarkeit, thermische Beständigkeit und Kosteneffizienz bekannt ist.
- Polyimid:Ein Hochleistungsmaterial, das in flexiblen und starrflexiblen Leiterplatten verwendet wird und eine hervorragende thermische Stabilität und Flexibilität bietet.
Beim Laminierungsprozess werden mehrere Schichten unter Hitze und Druck miteinander verbunden. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Übersicht:
- Vorbereitung der Schichten:Jede Schicht wird mit dem gewünschten Schaltungsmuster geätzt.
- Ausrichtung:Die Schichten werden mithilfe von Passerlöchern präzise ausgerichtet.
- Bindung:Prepreg (halbgehärteter Klebstoff) wird verwendet, um die Schichten während der Laminierung miteinander zu verbinden.
- Heilend:Die gestapelten Schichten werden Hitze und Druck ausgesetzt, um eine solide, einheitliche Platte zu erzeugen.
Wie werden Multilayer-Leiterplatten zur Qualitätssicherung geprüft?
Die Sicherstellung der Qualität und Zuverlässigkeit von mehrschichtigen Leiterplatten ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere für Branchen mit hohem Einsatz wie Luft- und Raumfahrt und medizinische Geräte. Zu den gängigen Prüftechniken gehören:
- Elektrische Prüfung:Überprüft die Kontinuität und Funktionalität der Schaltkreise.
- Röntgen-Inspektion:Erkennt Defekte in inneren Lagen, wie z. B. Hohlräume in Durchkontaktierungen oder falsch ausgerichtete Verbindungen.
- Automatisierte optische Inspektion (AOI):Identifiziert oberflächennahe Defekte wie Lötfehler oder fehlende Komponenten.
- Thermische Prüfung:Stellt sicher, dass die Leiterplatte den Betriebstemperaturen ohne Ausfall standhält.
Die Einhaltung von Industriestandards wie IPC-6012 und ISO 9001 ist unerlässlich, um eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.
Welche Herausforderungen gibt es bei der Herstellung und dem Design von mehrschichtigen Leiterplatten?
Das Entwerfen und Herstellen von mehrschichtigen Leiterplatten bringt einzigartige Herausforderungen mit sich, die fortschrittliche Techniken und Fachwissen erfordern. Einige häufige Probleme sind:
- Layer-Ausrichtung:Sicherstellung einer präzisen Ausrichtung mehrerer Schichten, um Probleme mit der Signalintegrität zu vermeiden.
- Thermisches Management:Steuerung der Wärmeableitung in Designs mit hoher Dichte, um eine Überhitzung zu vermeiden.
- Übersprechen:Minimierung von Interferenzen zwischen benachbarten Signalspuren durch den richtigen Abstand und die richtige Abschirmung.
- Materialauswahl:Auswahl der richtigen Materialien, um Leistung, Kosten und Herstellbarkeit in Einklang zu bringen.
Zu den Lösungen für diese Herausforderungen gehören der Einsatz fortschrittlicher Designsoftware, die Implementierung eines kontrollierten Impedanz-Routings und die Durchführung gründlicher Tests während des Prototypings.
Anwendungen von Multilayer-Leiterplatten
Es gibt viele Bereiche, in denen mehrschichtige Leiterplatten in der modernen Elektronikindustrie eingesetzt werden, sie sind überall zu sehen, wie zum Beispiel:
∗Fernbedienungen ∗Digitalkameras ∗Tonbandgeräte ∗TV-Mainboards
∗Mobiltelefone ∗Waschmaschinen ∗Klimaanlagen ∗Medizinische Geräte usw.
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