Mitä ”pinnoituskerros” tarkoittaa painetuissa piirilevyissä?

PCB-valmistuksen (Printed Circuit Board) alalla ”pinoamistaso” viittaa yleensä HDI-levyjen laserporauksella muodostettujen mikroviakerrosten lukumäärään. Mitä korkeampi pinoamistaso, sitä monimutkaisempi on levyn sisällä oleva tiheä liitosrakenne.

Laserporausta käytetään pääasiassa mikroviivojen luomiseen tiheän liitännän (HDI) levyissä. Porauksen jälkeen nämä mikroviivat käyvät läpi metallointiprosesseja, kuten galvanointia, mikä mahdollistaa luotettavat yhteydet eri johtavien kerrosten välillä. Mikroviivojen pinoamistasojen määrän lisääminen parantaa merkittävästi piirilevyjen reititystiheyttä ja sähköistä suorituskykyä, samalla kun se säästää tilaa ja täyttää nykyaikaisten elektroniikkatuotteiden miniatyrisoinnin ja korkean integraation vaatimukset.

Sokeat läpiviennit ja upotetut läpiviennit ovat itse asiassa metallisoituja reikiä, jotka muodostuvat laserporauksen ja sitä seuraavan metallisoinnin jälkeen ja jotka muodostavat sähköiset yhteydet eri kerrosten välillä.

Pinoamistasokerrostasonheijastaa sen tiheän liitosrakenteen monimutkaisuutta ja on tärkeä HDI-tekniikan indikaattori. Kohtuullinen valintakerrostenjakerrostasojenon avaintekijä korkean suorituskyvyn ja kustannustehokkuuden saavuttamisessa elektroniikkatuotteissa.

Yksittäinen pino (1. taso)

Yksittäinen pinoamislevy tarkoittaa, että laserporattuja mikrovia-aukkoja on vain yksi kerros, eli metalloidut mikrovia-aukot ovat vain kahden vierekkäisen kerroksen välillä. Tämä on yksinkertaisin prosessi, jonka valmistusvaikeus ja kustannukset ovat alhaisimmat. Johdotustiheys on kuitenkin rajoitettu, mikä vaikeuttaa nopeiden, korkeataajuisten tai erittäin integroitujen tuotteiden tarpeiden täyttämistä.

Kaksinkertainen pinoaminen (2. taso)

Kaksikerroksisessa piirilevyssä on kaksi kerrosta laserporattuja mikrovia-aukkoja, jotka voivat yhdistää eri johtavia kerroksia. Rakenteisiin kuuluu sekä pinottuja että porrastettuja (askelmaisia) malleja. Kaksikerroksinen rakenne tukee suurempaa johdotustiheyttä ja monimutkaisempia piirisuunnitelmia, mutta prosessi on monimutkaisempi ja kalliimpi kuin yksikerroksinen rakenne. Suunnittelussa on otettava huomioon signaalin eheys, sähkömagneettinen yhteensopivuus ja lämmönhallinta.

Kolminkertainen pinoaminen ja sitä korkeampi (3. taso ja sitä korkeampi)

Kolminkertainen pinoaminen ja sitä korkeammat tasot tarkoittavat kolmea tai useampaa kerrosta laserporattuja mikrovia-reikiä, jotka mahdollistavat entistä monimutkaisemmat kerrosten väliset liitännät. Nämä piirilevyt ovat tiheästi johdotettuja ja integroituja, ja ne sopivat palvelimille, edistyneille viestintälaitteille, ilmailu- ja avaruusteollisuudelle sekä muille korkean suorituskyvyn elektroniikkalaitteille. Valmistusprosessi on erittäin monimutkainen, vaikea ja kallis, ja signaalin eheyteen ja sähkömagneettiseen yhteensopivuuteen on kiinnitettävä erityistä huomiota.

Ero ”kerrosten” ja ”kerrostumistasojen” välillä

• Kerros:Viittaa piirilevyn johtavien kerrosten lukumäärään, kuten 2-kerroksiset, 4-kerroksiset ja 6-kerroksiset levyt. Enemmän kerroksia tarjoaa vahvemman toiminnallisuuden ja suorituskyvyn.
• Pinoamistaso:Viittaa HDI-levyissä laserporauksella luotujen mikroviivojen pinoamistasojen lukumäärään. Korkeammat pinoamistasot tarkoittavat monimutkaisempia liitosrakenteita.
• Molemmat tekijät vaikuttavat yhdessä piirilevyn sähköiseen suorituskykyyn, integraatioon ja valmistuskustannuksiin. Yleensä mitä suurempi kerrosten ja pinoamistasojen määrä on, sitä parempi piirilevyn suorituskyky on, mutta myös kustannukset ovat korkeammat. Siksi piirilevyn suunnittelu vaatii kohtuullisen tasapainon ja optimoinnin suorituskyvyn ja kustannusten välillä käytännön sovellustarpeiden mukaan.