Rodzaje płytek PCB – Obwody wielowarstwowe

Wielowarstwowe obwody drukowane posiadają zdecydowanie najbardziej złożoną strukturę w świecie płytek PCB. Mimo ich niewątpliwych zalet, do których przejdziemy później, nie stanowią one najlepszej metody konstrukcji, zwłaszcza w układach, w których zapotrzebowanie na dużą czułość czy szybkość działania jest priorytetowe. Są to płytki, w których stosuje się zmienny format w zależności od potrzeb, choć najczęściej stosuje się grubość wynoszącą 1,5mm. Powoduje to, iż odległość między warstwami jest zbyt duża aby móc zrealizować potrzeby opisane powyżej. Większość wielowarstwowych płyt PCB powstaje według ściśle określonych wcześniej ram. Projekty takich obwodów posiadają wcześniej dokładnie obliczone i skompilowane ze sobą parametry aby wszystko działało sprawnie bez obawy o ewentualnie niedogodności czy zagrożenia.

Dlaczego właściwie stosujemy wielowarstwowe obwody drukowane?

Powodów jest wiele. Z racji swojej złożoności posiadają one większe możliwości prowadzenia ścieżek zarówno pod względem masy, jak i zasilania. Jeżeli projekt na to pozwala, warto poprowadzić zasilanie na jednej płaszczyźnie. Dzięki temu zabiegowi będzie ono dostępne w każdym punkcie płytki poprzez dodanie w określonym przez nas miejscu dodatkowego przepustu. W tejże konfiguracji resztę warstw pozostawiamy dla połączeń sygnałowych, tym samym maksymalizując potencjał obwodu i upraszczając prace projektowe. Dodatkowym atutem użycia wielowarstwowego PCB jest właściwość redukowania zakłóceń wielkich częstotliwości. Dzieje się tak dzięki tak zwanej pojemności rozłożonej, występującej pomiędzy płaszczyznami masy i zasilania.

Mniej oczywista kwestia

Dodatkowy powód przemawiający za stosowaniem wielowarstwowych obwodów drukowanych nie jest aż tak oczywisty. Dobrze skonstruowana płytka staje się relatywnie niewrażliwa na zakłócenia spowodowane promieniowaniem. Dzieje się tak dzięki zjawisku płaszczyzny odbicia. Poprowadzenie przewodnika równolegle do przewodzonej płaszczyzny sprawia, iż część prądu wielkich częstotliwości będzie płynąć bezpośrednio pod tym przewodem z tą jednak różnicą, iż będzie on skierowany w przeciwnym kierunku. Dzięki połączeniu obu strumieni z wykorzystaniem odbicia lustrzanego przewodnika, na płaszczyźnie powstanie linia transmisyjna. Płynące w niej prądy są równe po obu stronach i przeciwstawne co do kierunku. Dzięki takiemu rozwiązaniu wielowarstwowa płyta PCB znakomicie tłumi zakłócenia EMI/RFI.