تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة ذات 18 طبقة

مع استمرار ارتفاع سرعات المعالجة وكثافة المكونات، تتطلب العديد من الأنظمة الإلكترونية المتطورة عددًا أكبر من طبقات التوجيه وعزلًا أفضل للإشارات مقارنةً بما يمكن أن توفره اللوحات ذات الطبقات الأقل.

توفر لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) المكونة من 18 طبقة طبقات إضافية للإشارات، ومستويات مرجعية متعددة، وتوزيعًا محسّنًا للطاقة، مما يجعلها مناسبة للتصاميم المعقدة التي تتضمن أجهزة ذات عدد كبير من المسامير وواجهات عالية السرعة.

تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

• خوادم الذكاء الاصطناعي
• معدات الاتصالات
• إلكترونيات الفضاء
• أنظمة الحوسبة عالية الأداء
• أجهزة التصوير الطبي
• منصات التحكم الصناعية

تقدم شركة TOPFAST خدمات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) المخصصة المكونة من 18 طبقة لتلبية متطلبات النماذج الأولية والإنتاج، مع دعم للمقاومة المتحكم بها والهياكل المتعددة الطبقات المتطورة.

لماذا نستخدم لوحة دوائر مطبوعة ذات 18 طبقة؟

بالمقارنة مع اللوحات المكونة من 10 أو 12 طبقة، توفر البنية المكونة من 18 طبقة مرونة أكبر في توجيه المسارات وأداءً كهربائيًّا محسَّنًا.

كثافة توجيه أعلى

تسهّل الطبقات الإضافية توجيه:

• حزم BGA كبيرة الحجم
• واجهات ذاكرة DDR
• ناقلات PCIe
• أزواج التروس التفاضلية عالية السرعة

وهذا يتيح للمصممين تقليل حجم اللوحة مع الحفاظ على جودة الإشارة.

تحسين سلامة الإشارة

تساعد المستويات الأرضية المتعددة في:

• تقليل التداخل
• تحسين مسارات تيار العودة
• تقليل الانعكاسات

مقالات ذات صلة: دليل تصميم طبقات لوحات الدوائر المطبوعة

توزيع أفضل للطاقة

تساهم الطبقات الإضافية للطاقة والتأريض في:

• انخفاض مقاومة شبكة التوزيع (PDN)
• تقليل ضوضاء التبديل
• تحسين استقرار الجهد

أداء محسّن في مجال التداخل الكهرومغناطيسي

تؤدي زيادة عدد الطبقات المرجعية إلى تحسين الحماية وتساعد في تقليل التداخل الكهرومغناطيسي.

تركيب نموذجي للوحة الدوائر المطبوعة (PCB) المكونة من 18 طبقة

فيما يلي أحد التكوينات الشائعة لتراص الطبقات:

L1   الإشارة
L2   الأرض
L3   إشارة
L4   الطابق الأرضي
L5   إشارة
L6   الطاقة
L7   الأرض
L8   إشارة
L9   إشارة
L10  الطابق الأرضي
L11  الطاقة
L12  إشارة
L13  الطابق الأرضي
L14  إشارة
L15  الطابق الأرضي
L16  إشارة
L17  الطابق الأرضي
L18  إشارة

يوفر هذا الهيكل ما يلي:

• التحكم المستقر في المعاوقة
• عزل فعال للإشارات
• توزيع متوازن للنحاس
• تحسين أداء التداخل الكهرومغناطيسي

اعتمادًا على التطبيق، يمكن أيضًا تحسين تركيبات الطبقات لتناسب هياكل HDI أو التصميمات عالية التردد.

مقالات ذات صلة: اختيار مواد لوحات الدوائر المطبوعة عالية التردد

المواصفات القياسية

المعلمة	القدرة
عدد الطبقات	18 طبقة
المواد	FR4، FR4 عالي درجة حرارة التحول الزجاجي، روجرز
وزن النحاس	0.5–6 oz
سُمك اللوح	1.6–6.0 mm
الحد الأدنى من التتبع/المساحة	3/3 ملليلتر
الحد الأدنى لحجم المثقاب	0.15 مم
تشطيب السطح	ENIG، HASL، OSP، الفضة بالغمر
المقاومة المُتحكَّم فيها	مدعوم
معيار IPC	الفئة 2 من IPC / الفئة 3 من IPC

خيارات المواد

معيار FR4

تُعد مادة FR4 القياسية مناسبة للعديد من التطبيقات الصناعية والمدمجة التي تُعد فيها التكلفة وقابلية التصنيع من الأولويات.

المواد ذات درجة حرارة التحول الزجاجي العالية

تُستخدم الرقائق ذات درجة حرارة التحول الزجاجي (Tg) العالية عادةً في التطبيقات التي تتعرض لما يلي:

• درجات حرارة تشغيل عالية
• عمليات التجميع الخالية من الرصاص
• متطلبات العمر التشغيلي الطويل

مواد روجرز

عادةً ما يتم اختيار ألواح روجرز المصفحة للأغراض التالية:

• دوائر التردد اللاسلكي
• أنظمة الميكروويف
• معدات الاتصالات عالية السرعة

التطبيقات الشائعة

خوادم الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء

تتطلب المعالجات الكبيرة وبنيات الذاكرة ما يلي:

• التوجيه المكثف
• توزيع مستقر للطاقة
• سلامة إشارة ممتازة

معدات الاتصالات

وتشمل التطبيقات ما يلي:

• محولات الشبكة الأساسية
• أنظمة الاتصالات الضوئية
• البنية التحتية للجيل الخامس 5G

تتطلب هذه الأنظمة نقلًا منخفض الخسارة وتحكمًا موثوقًا في المعاوقة.

إلكترونيات الفضاء

تفرض أنظمة الفضاء متطلبات عالية على:

• الموثوقية
• الاستقرار الحراري
• مقاومة الاهتزاز

المعدات الطبية

تستفيد أنظمة التصوير الطبي وأجهزة المراقبة من الهياكل متعددة الطبقات التي توفر ضوضاء منخفضة ونقلًا مستقرًا للإشارات.

تحديات التصنيع

يتطلب إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) المكونة من 18 طبقة رقابة أكثر صرامة على العملية مقارنةً باللوحات متعددة الطبقات التقليدية.

تسجيل الطبقات

يُعد المحاذاة الدقيقة بين الطبقات الداخلية أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على جودة الثقوب واستمرارية الإشارة.

التحكم في التصفيح

تتطلب مراحل التصفيح المتعددة تحكماً دقيقاً في:

• درجة الحرارة
• الضغط
• تدفق الراتنج

قد تؤدي المعالجة غير السليمة إلى حدوث عيوب داخلية أو مشاكل في الموثوقية.

مقالات ذات صلة: عملية تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور

التحكم في الالتواء

كلما زادت سماكة اللوح، زادت صعوبة الحفاظ على استواء سطحه.

يساعد التوزيع المتوازن للنحاس والتراكيب المتماثلة على تقليل ما يلي إلى أدنى حد:

• الانحناء والالتواء
• الإجهاد الميكانيكي
• مشاكل التجميع

اعتبارات التصميم

تخطيط التكديس

يؤثر تصميم التكديس على:

• سلامة الإشارة
• أداء EMI
• قابلية التصنيع

يساعد التخطيط المبكر لتجميع الطبقات على تجنب عمليات إعادة التصميم المكلفة.

مقالات ذات صلة: دليل تصميم طبقات لوحات الدوائر المطبوعة

المقاومة المُتحكَّم فيها

تدعم العديد من اللوحات ذات الـ 18 طبقة واجهات مثل:

• PCIe
• إيثرنت
• USB
• ناقلات ذاكرة DDR

ينبغي مراعاة متطلبات المعاوقة قبل البدء في تصميم المخطط.

من خلال الموثوقية

تتطلب الثقوب العميقة واللوحات الأكثر سمكًا الانتباه إلى ما يلي:

• نسبة العرض إلى الارتفاع
• سماكة الطلاء النحاسي
• جودة جدار الثقب

مقالات ذات صلة: تحليل أعطال فتحات التوصيل في لوحات الدوائر المطبوعة

لوحة الدوائر المطبوعة ذات 18 طبقة مقابل لوحة الدوائر المطبوعة ذات 16 طبقة

الميزة	لوحة دوائر مطبوعة ذات 16 طبقة	لوحة دوائر مطبوعة ذات 18 طبقة
كثافة التوجيه	عالية جدًا	عالية للغاية
تكامل الإشارة	ممتاز	ممتاز
تكامل الطاقة	ممتاز	أفضل
تعقيدات التصنيع	عالية جدًا	أعلى
التطبيقات النموذجية	خوادم الذكاء الاصطناعي، الاتصالات	الحوسبة عالية الأداء، الفضاء الجوي، الشبكات

كيفية طلب لوحة دوائر مطبوعة مخصصة مكونة من 18 طبقة

الأسئلة الشائعة

الخاتمة

توفر لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) المكونة من 18 طبقة كثافة التوصيلات والأداء الكهربائي اللذين تتطلبهما الأنظمة الإلكترونية المتطورة الحالية. ومن خلال التصميم المُحسَّن لترتيب الطبقات، واختيار المواد، وعمليات التصنيع الخاضعة للرقابة، تدعم هذه اللوحات التطبيقات ذات المتطلبات الصارمة في مجالات الحوسبة القائمة على الذكاء الاصطناعي، والاتصالات، والفضاء، والإلكترونيات الصناعية.