แผงวงจร 32 ชั้นด้วยความสามารถในการรวมวงจรอันทรงพลัง จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น เซิร์ฟเวอร์ระดับไฮเอนด์- อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้านการบินและอวกาศ และสถานีฐานการสื่อสารที่ซับซ้อนซึ่งต้องการประสิทธิภาพทางอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความต้องการอย่างมาก และความหนาของมันเป็นพารามิเตอร์ทางกายภาพที่สำคัญ ไม่เพียงส่งผลต่อประสิทธิภาพทางกลและทางไฟฟ้าของแผงวงจรเท่านั้น แต่ยังมีผลกระทบอย่างมากต่อการออกแบบโครงสร้างโดยรวมและการวางแผนการกระจายความร้อนของอุปกรณ์อีกด้วย
1 อิทธิพลของวัสดุที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานต่อความหนา
(1) บทบาทของวัสดุพื้นผิว
วัสดุพิมพ์ของแผงวงจรซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการเดินสายไฟวงจรและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ มีบทบาทสำคัญในองค์ประกอบความหนา วัสดุพื้นผิวทั่วไป ได้แก่ ลามิเนตผ้าแก้วอีพอกซี พื้นผิวเซรามิก และพื้นผิววัสดุความเร็วสูง-ที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยกตัวอย่างซับสเตรต FR-4 ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยมีข้อกำหนดด้านความหนาที่แน่นอน โดยมีช่วงความหนาทั่วไประหว่าง 0.2 มม.-3.2 มม. ในแผงวงจร 32 ชั้น การใช้ซับสเตรต FR-4 ที่หนาขึ้นเป็นส่วนรองรับหลักจะเพิ่มความหนาโดยรวมอย่างไม่ต้องสงสัย พื้นผิวเซรามิก เนื่องจากประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมและค่าการนำความร้อนสูง มักใช้ในวงจรที่ต้องการประสิทธิภาพสูงมาก อย่างไรก็ตามความหนาแน่นและความหนาที่ค่อนข้างสูงก็สามารถเพิ่มความหนาของแผงวงจรได้เช่นกัน
(2) อิทธิพลของความหนาของฟอยล์ทองแดง
ฟอยล์ทองแดงซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญในการบรรลุการนำไฟฟ้าในแผงวงจร ยังมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความหนารวมของแผงวงจร 32 ชั้นเนื่องจากความหนาของมัน โดยทั่วไปแล้ว ความหนาของฟอยล์ทองแดงจะแบ่งออกเป็นข้อกำหนดทั่วไป เช่น 1 ออนซ์ (35 μ m) 2 ออนซ์ (70 μ m) และ 3 ออนซ์ (105 μ m) ในแผงวงจร 32 ชั้น หากบางชั้นจำเป็นต้องส่งกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ เช่น ชั้นพลังงาน อาจใช้ฟอยล์ทองแดงที่หนากว่า เช่น ฟอยล์ทองแดง 2 ออนซ์หรือ 3 ออนซ์ เพื่อรับประกันการนำไฟฟ้าที่ดีและความต้านทานต่ำ ความหนาของทองแดงฟอยล์แต่ละชั้นที่เพิ่มขึ้นจะทับซ้อนกับความหนาโดยรวมของแผงวงจรในระดับหนึ่ง
2 วัสดุฉนวน Interlayer และปัจจัยการออกแบบโครงสร้าง
(1) ความสำคัญของความหนาของชั้นฉนวน
ในแผงวงจร 32 ชั้น จำเป็นต้องใช้วัสดุฉนวนเพื่อแยกชั้นเพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร วัสดุฉนวนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ แผ่นกึ่งแข็ง ฯลฯ โดยมีความหนาโดยทั่วไประหว่าง 0.05 มม. - 0.2 มม. เนื่องจากโครงสร้าง interlayer จำนวนมากในแผงวงจร 32 ชั้น ความแตกต่างเล็กน้อยในความหนาของชั้นวัสดุฉนวนแต่ละชั้นจะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความหนาโดยรวมหลังจากสะสมช่วงฉนวน interlayer 31 ช่วง หากใช้วัสดุฉนวนที่หนาขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพฉนวนระหว่างชั้นและประสิทธิภาพการแยกเพื่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่สูงขึ้น ความหนาของแผงวงจรก็จะเพิ่มขึ้นตามอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
(2) ผลกระทบของการออกแบบโครงสร้างแบบซ้อน
การออกแบบโครงสร้างแบบเรียงซ้อนของแผงวงจรก็เป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความหนาของแผงวงจรด้วย การจัดเรียงชั้นการทำงานของวงจรต่างๆ เช่น ชั้นสัญญาณ ชั้นพลังงาน ชั้นกราวด์ ฯลฯ ในลำดับการซ้อนจะส่งผลต่อความหนาโดยรวม ตัวอย่างเช่น เพื่อลดสัญญาณรบกวน อาจจำเป็นต้องสลับชั้นสัญญาณกับชั้นพลังงานและชั้นกราวด์ โครงสร้างแบบเรียงซ้อนที่ซับซ้อนนี้อาจต้องใช้พื้นที่มากขึ้นในการจัดวาง ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความหนาของแผงวงจร นอกจากนี้ ข้อกำหนดการออกแบบพิเศษบางประการ เช่น การฝังรูฝัง รูตัน และอื่นๆ ผ่านโครงสร้างในชั้นเฉพาะเพื่อเชื่อมต่อวงจรในชั้นต่างๆ อาจส่งผลต่อความหนาของแผงวงจรผ่านการประมวลผลและเค้าโครงของจุดผ่านเหล่านี้ หากการออกแบบ via มีความซับซ้อนมากขึ้นและต้องการพื้นที่มากขึ้นเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของ via ความหนาของแผงวงจรก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย
3 ช่วงความหนาทั่วไปสำหรับแผงวงจร 32 ชั้น
เมื่อคำนึงถึงปัจจัยที่มีอิทธิพลต่างๆ ความหนาของแผงวงจร 32 ชั้นมักจะอยู่ในช่วงที่ค่อนข้างกว้าง ภายใต้การออกแบบและกระบวนการผลิตทั่วไป ความหนาของแผงวงจร 32 ชั้นจะอยู่ที่ประมาณระหว่าง 3.0 มม.-6.0 มม. อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่านี่เป็นเพียงช่วงทั่วไป และความหนาที่แท้จริงอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งานและข้อกำหนดการออกแบบที่แตกต่างกัน
ในด้านเซิร์ฟเวอร์ระดับไฮเอนด์- เนื่องจากข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับความเสถียรทางกลและประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของแผงวงจร จึงอาจใช้วัสดุพื้นผิวที่หนาขึ้นและฟอยล์ทองแดง และอาจเน้นไปที่ความน่าเชื่อถือมากขึ้นในฉนวนระหว่างชั้นและการออกแบบโครงสร้าง ซึ่งอาจส่งผลให้ความหนาของแผงวงจรเอียงไปทาง 6.0 มม. หรือหนาขึ้นด้วยซ้ำ ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้านการบินและอวกาศบางชนิดที่มีข้อจำกัดด้านขนาดพื้นที่ที่เข้มงวด วิศวกรจะปรับโครงสร้างการซ้อนให้เหมาะสม เลือกพื้นผิวที่มีน้ำหนักเบาและวัสดุฉนวน และควบคุมความหนาของแผงวงจร 32 ชั้นให้อยู่ที่ประมาณ 3.0 มม. ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะเดียวกันก็ตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้า เพื่อลดน้ำหนักของอุปกรณ์และปรับปรุงการใช้พื้นที่