Technologie elektroniky postupuje neustále kupředu, což vede k miniaturizaci elektronických zařízení. Tento trend přináší náročnější požadavky na návrh a výrobu plošných spojů (PCB), které musí být menší, hůře dostupné a schopné zvládat větší hustotu komponentů. V tomto článku se zaměříme na pravidla pro návrh malých PCB a jejich aplikační potenciál.
S rostoucími požadavky na menší zařízení, jako jsou chytré telefony, nositelná elektronika nebo miniaturizovaná průmyslová řešení, jsou plošné spoje nuceny zmenšovat svou velikost při zachování výkonu a spolehlivosti. Zmenšení výrobku může znamenat zásah až do poloviny nebo třetiny původní velikosti PCB.
Miniaturizace zahrnuje nejen zmenšení samotného PCB, ale také jemnější šířky stop, menší průchody a výrazně pokročilé technologie zpracování. To přináší nároky nejen na designéry, ale i na výrobce, kteří musejí držet krok s technologickými trendy, jako jsou mikro průchody, jemné stopy a pokročilé lamináty.
1. Tenké vrstvy mědi
Jemné stopy o šířce kolem 30 mikronů vyžadují tenčí vrstvy mědi, protože silnější vrstvy mohou být příčinou zkratu. Tenká měď je vhodná, pokud není vyžadován vysoký proud. Pro řešení nároků na proud lze použít širší specifické stopy.
2. Použití mikro průchodů
Mikro průchody (mikrovias) se stávají standardem při návrhu malých PCB. Pomocí laserového vrtání lze vytvořit průchody o průměru 50 mikronů nebo menší. Tyto mikro průchody spojují tenké vrstvy laminátů a ušetří prostor na desce.
3. Optimalizace rozměrů otvorů
Návrháři musí přizpůsobit velikost otvorů požadavkům na mikro PCB. Velké otvory mohou narušit funkčnost nebo ztíží výrobu. Správná dimenze otvorů zajišťuje funkčnost desky.
4. Lamináty a spolehlivost
Běžné materiály jako FR4 lze použít i pro mikroobvody, ale musí být tenčí, aby podporovaly mikro průchody. Lamináty musí mít vynikající pevnost a tepelnou odolnost.
5. Bezpečnostní značení
Pro lepší sledovatelnost lze integrovat drobné čárové kódy do ochranné masky. Tyto značení jsou tak malé, že jsou pouhým okem neviditelné.
Moderní technologie zahrnují vylepšené metody nanášení mědi na povrch desky, což zlepšuje přilnavost mikro stop. Současně existují technologie jako zapuštěné a zaslepené průchody, které zvyšují možnosti vedení stop mezi vrstvami.
Další významnou změnou je vzorové pokovování, které eliminuje nutnost odstranění stop mimo obvod a zajišťuje lepší propojení jednotlivých vrstev.
Miniaturizované plošné spoje nacházejí uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích:
.
Miniaturizace plošných spojů je nezbytná pro další rozvoj elektroniky. Pokroky v designu a výrobě otevírají dveře k větší hustotě komponentů, vyšší spolehlivosti a menšímu rozměru zařízení.