Was bedeutet „Lagenaufbau“ bei Leiterplatten?

Im Bereich der Leiterplattenherstellung (PCB) bezieht sich „Stack-up-Level“ in der Regel auf die Anzahl der Mikrovia-Schichten, die durch Laserbohren in HDI-Platinen gebildet werden. Je höher der Stack-up-Level, desto komplexer ist die hochdichte Verbindungsstruktur innerhalb der Platine.

Laserbohren wird hauptsächlich zur Herstellung von Mikrovias in HDI-Platinen (High Density Interconnect) verwendet. Nach dem Bohren werden diese Mikrovias Metallisierungsprozessen wie Galvanisieren unterzogen, wodurch zuverlässige Verbindungen zwischen verschiedenen leitfähigen Schichten ermöglicht werden. Durch die Erhöhung der Anzahl der Mikrovia-Stack-up-Levels werden die Routing-Dichte und die elektrische Leistung der Leiterplatte erheblich verbessert, während gleichzeitig Platz gespart wird, um den Anforderungen moderner Elektronikprodukte an Miniaturisierung und hohe Integration gerecht zu werden.

Blind- und Buried-Vias sind eigentlich metallisierte Löcher, die nach dem Laserbohren und der anschließenden Metallisierung entstehen und elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Schichten herstellen.

DieStapelungsebeneeiner Leiterplatte spiegelt die Komplexität ihrer hochdichten Verbindungsstruktur wider und ist ein wichtiger Indikator für die HDI-Technologie. Eine sinnvolle Auswahl derSchichtenundder Stapelungsebenenist der Schlüssel zu hoher Leistung und Kosteneffizienz bei elektronischen Produkten.

Einzelne Stapelung (1. Ebene)

Eine Single-Stack-up-Platine bedeutet, dass es nur eine Schicht lasergebohrter Microvias gibt, d. h., metallisierte Microvias existieren nur zwischen zwei benachbarten Schichten. Dies ist der einfachste Prozess mit den geringsten Schwierigkeiten und Kosten bei der Herstellung. Allerdings ist die Verdrahtungsdichte begrenzt, sodass es schwierig ist, die Anforderungen von Produkten mit hoher Geschwindigkeit, hoher Frequenz oder hoher Integration zu erfüllen.

Doppelte Stapelung (2. Ebene)

Eine doppelte Stapelung verfügt über zwei Schichten lasergebohrter Mikrovias, die verschiedene leitfähige Schichten verbinden können. Die Strukturen umfassen sowohl gestapelte als auch versetzte (stufenweise) Designs. Eine doppelte Stapelung unterstützt eine höhere Verdrahtungsdichte und komplexere Schaltungsdesigns, aber der Prozess ist komplizierter und kostspieliger als eine einfache Stapelung. Das Design muss die Signalintegrität, die elektromagnetische Verträglichkeit und das Wärmemanagement berücksichtigen.

Dreifach-Lagenaufbau und höher (3. Ebene und höher)

Dreifach-Stapelung und höher bedeutet drei oder mehr Schichten lasergebohrter Mikrovias, die noch komplexere Verbindungen zwischen den Schichten ermöglichen. Diese Leiterplatten zeichnen sich durch eine hohe Verdrahtungsdichte und Integration aus und eignen sich für Server, fortschrittliche Kommunikationsgeräte, die Luft- und Raumfahrt und andere Hochleistungselektronik. Der Herstellungsprozess ist äußerst komplex, mit hohem Schwierigkeitsgrad und hohen Kosten, und es muss besonders auf die Signalintegrität und elektromagnetische Verträglichkeit geachtet werden.

Unterschied zwischen „Schichten” und „Lagen”

• Schicht:Bezieht sich auf die Anzahl der leitfähigen Schichten in einer Leiterplatte, z. B. 2-lagige, 4-lagige, 6-lagige Leiterplatten. Mehr Schichten bieten eine stärkere Funktionalität und Leistung.
• Lagenaufbau:Bezieht sich auf die Anzahl der Microvia-Lagen, die durch Laserbohren in HDI-Platinen erzeugt werden. Höhere Lagen bedeuten komplexere Verbindungsstrukturen.
• Beide Faktoren beeinflussen gemeinsam die elektrische Leistung, die Integration und die Herstellungskosten einer Leiterplatte. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Anzahl der Schichten und Stapelebenen, desto besser die Leistung der Leiterplatte, aber auch desto höher die Kosten. Daher erfordert das Leiterplattendesign ein angemessenes Gleichgewicht und eine Optimierung zwischen Leistung und Kosten entsprechend den praktischen Anwendungsanforderungen.