Inženjeri elektrotehnike često se suočavaju s dilemom određivanja optimalnog broja slojeva zaPCB dizajn. Je li bolje koristiti više slojeva ili manje slojeva? Kako donijeti odluku o broju slojeva za PCB?
1. Što znači PCB sloj?
Slojevi PCB -a odnose se na slojeve bakra koji su laminirani ssupstrat. Osimjednoslojni PCBkoji imaju samo jedan bakreni sloj, svi PCB s dva ili više slojeva imaju ravnomjerni broj slojeva. Komponente su lemljene na najudaljenije sloj, dok ostali slojevi služe kao spojevi ožičenja. Međutim, neki vrhunski PCB će također ugraditi komponente u unutarnje slojeve.
PCB se koriste za proizvodnju različitih elektroničkih uređaja i strojeva u različitim industrijama, poputpotrošačka elektronika, automobilska,telekomunikacija, zrakoplovna, vojna i medicinska
industrije. Broj slojeva i veličine određene ploče određuje snagu ikapacitetPCB. Kako se broj slojeva povećava, tako se povećava i funkcionalnost.
2.Kako odrediti broj slojeva PCB -a?
Kada se odluči o odgovarajućem broju slojeva za PCB, važno je razmotriti prednosti korištenjaviše slojevanasuprot pojedinačnim ili dvostrukim slojevima. Istodobno, također je potrebno razmotriti prednosti korištenja jednog sloja dizajna u odnosu na one višeslojnih dizajna. Ti se čimbenici mogu procijeniti iz sljedećih pet perspektiva:
2-1. Gdje će se koristiti PCB?
Prilikom određivanja specifikacija za PCB ploču ključno je razmotriti predviđeni stroj ili opremu u kojoj će se PCB koristiti, kao i specifične zahtjeve za pločicu za takvu opremu. To uključuje identificiranje hoće li se PCB ploča koristiti u sofisticiranom i
Složeni elektronički proizvodi, ili u jednostavnijim proizvodima s osnovnom funkcionalnošću.
2-2. Koja je radna frekvencija potrebna za PCB?
Pitanje radne frekvencije treba uzeti u obzir prilikom dizajniranja PCB -a jer ovaj parametar određuje funkcionalnost i kapacitet PCB -a. Za veću brzinu i operativne sposobnosti neophodni su višeslojni PCB.
2-3. Koji je proračun projekta?
Ostali čimbenici koji trebaju uzeti u obzir su proizvodni troškovi pojedinačnih
i dvoslojni PCB u odnosu na višeslojni PCB. Ako želite PCB što je moguće visoki kapacitet, trošak će neizbježno biti relativno visok.
Neki se pitaju o odnosu između broja slojeva u PCB -u i njegove cijene. Općenito, što više slojeva ima PCB, to je veća njegova cijena. To je zato što dizajniranje iproizvodnjaVišeslojni PCB traje duže i stoga košta više. Grafikon u nastavku prikazuje prosječni trošak višeslojnih PCB-a za tri različita proizvođača u sljedećim uvjetima:
Količina naloga za PCB: 100;
PCB veličina: 400 mm x 200 mm;
Broj slojeva: 2, 4, 6, 8, 10.
Grafikon prikazuje prosječnu cijenu PCB -a iz tri različite tvrtke, ne uključujući troškove dostave. Trošak PCB -a može se procijeniti pomoću web stranica PCB navodnika, koje vam omogućuju odabir različitih parametara poput vrste vodiča, veličine, količine i broja slojeva. Ovaj grafikon pruža samo opću ideju o prosječnim cijenama PCB -a od tri proizvođača, a cijene mogu varirati ovisno o broju slojeva. Troškovi dostave nisu uključeni. Učinkoviti kalkulatori dostupni su na mreži, a sami su proizvođači pružili kako bi pomogli kupcima da procijene troškove njihovih tiskanih krugova na temelju različitih parametara kao što su vrsta vodiča, veličine, količina, broja slojeva, izolacijskih materijala, debljine itd.
2-4. Koje je potrebno vrijeme isporuke za PCB?
Vrijeme isporuke odnosi se na vrijeme koje je potrebno za proizvodnju i isporuku jednostrukih/dvostrukih/višeslojnih PCB -a. Kad trebate proizvesti veliku količinu PCB -a,vrijeme isporuketreba uzeti u obzir. Vrijeme isporuke za pojedinačne/dvostruke/višeslojne PCB varira i ovisi o veličini PCB područja. Naravno, ako ste spremni potrošiti više novca, vrijeme isporuke može se skratiti.
2-5. Koji sloj gustoće i signala zahtijeva PCB?
Broj slojeva u PCB -u ovisi o gustoći pina i slojevima signala. Na primjer, gustoća pina od 1,0 zahtijeva 2 sloja signala, a kako se gustoća pin smanjuje, broj potrebnih slojeva će se povećati. Ako je gustoća pina 0,2 ili manja, potrebno je najmanje 10 slojeva PCB -a.
3.Ipvale različitih PCB slojeva-jednoslojni/dvoslojni/višeslojni.
3-1. Jednoslojni PCB
Konstrukcija jednoslojnog PCB-a je jednostavna, koja se sastoji od jednog sloja prešanih i zavarenih slojeva električno vodljivog materijala. Prvi sloj prekriven je bakrenom pločom, a zatim se nanosi sloj otporan na lemljenje. Dijagram jednoslojnog PCB-a obično pokazuje tri obojene trake koje predstavljaju sloj i njegova dva sloja za prekrivanje-siva za sam dielektrični sloj, smeđa za bakrenu ploču i zelenu za sloj otporan na lemljenje.
Prednosti:
● Niski troškovi proizvodnje, posebno za proizvodnju potrošačke elektronike, koja ima veću troškovnu učinkovitost.
● Sastavljanje komponenti, bušenja, lemljenja i ugradnje su relativno jednostavno, aproizvodni procesima manje vjerojatnosti da će naići na probleme.
● Ekonomična i pogodna za masovnu proizvodnju.
● Idealan izbor za dizajn male gustoće.
Prijave:
● Osnovni kalkulatori koriste jednoslojne PCB.
● Radovi, kao što su satovi s niskim cijenama u općim trgovinama, obično koriste jednoslojne PCB-ove.
● Strojevi za kavu često koriste jednoslojne PCB.
● Neki uređaji za kućanstvo koriste jednoslojne PCB-ove.
3-2. Dvoslojni PCB
Dvoslojni PCB ima dva sloja bakrene oplate s izolacijskim slojem između.Komponentepostavljaju se na obje strane ploče, zbog čega se naziva i dvostrani PCB. Proizvodi se spajanjem dva sloja bakra zajedno s dielektričnim materijalom između, a svaka strana bakra može prenijeti različite električne signale. Pogodne su za aplikacije koje zahtijevaju veliku brzinu i kompaktno pakiranje.
Električni signali usmjereni su između dva sloja bakra, a dielektrični materijal između njih pomaže u sprječavanju da se ovi signali međusobno ometaju. Dvoslojni PCB najčešća je i ekonomična ploča za proizvodnju.
Dvoslojni PCB slični su jednoslojnim PCB-ovima, ali imaju invertiranu zrcalnu donju polovicu. Kada koristite dvoslojne PCB, dielektrični sloj je deblji od onog jednoslojnih PCB-a. Uz to, na gornjoj i donjoj strani dielektričnog materijala nalazi se bakrena obloga. Nadalje, gornji i dno laminirane ploče prekriveni su slojem otpora na lemljenje.
Dijagram dvoslojnog PCB-a obično izgleda poput troslojnog sendviča, s debelim sivim slojem u sredini koji predstavlja dielektrične, smeđe pruge na gornjem i donjem sloju koji predstavljaju bakar, te tanke zelene pruge na vrhu i donjem dijelu koji predstavljaju sloj otpora na lemljenje.
Prednosti:
● Fleksibilni dizajn čini ga prikladnim za različite uređaje.
● jeftina struktura što ga čini prikladnim za masovnu proizvodnju.
● Jednostavan dizajn.
● Mala veličina pogodna za raznu opremu.
Prijave:
Dvoslojni PCB prikladni su za širok raspon jednostavnih i složenih elektroničkih uređaja. Primjeri masovno proizvedene opreme koja sadrži dvoslojne PCB uključuju:
● Jedinice HVAC-a, sustavi za grijanje i hlađenje stambenog stana i hlađenja iz različitih marki uključuju dvoslojne ploče s tiskanim krugovima.
● Pojačala, dvoslojni PCB opremljeni su jedinicama pojačala koje koriste mnogi glazbenici.
● Printeri, razne računalne periferne uređaje oslanjaju se na dvoslojne PCB-ove.
3-3. Četveroslojni PCB
4-sloj PCB je ispisana ploča s četiri vodljiva sloja: vrh, dva unutarnja sloja i dna. Oba su unutarnja sloja jezgra, obično se koristi kao snaga ili prizemna ravnina, dok se vanjski gornji i donji slojevi koriste za postavljanje komponenti i signala usmjeravanja.
Vanjski slojevi obično su prekriveni slojem otpora na lemljenje s izloženim jastučićima kako bi se osigurale točke postavljanja za povezivanje površinskih uređaja i komponenti za rupe. Prolazne rupe obično se koriste za pružanje veza između četiri sloja, koji su laminirani zajedno kako bi formirali ploču.
Evo razgradnje ovih slojeva:
- Sloj 1: Donji sloj, obično izrađen od bakra. Služi kao temelj cijele pločice, pružajući potporu ostalim slojevima.
- Sloj 2: sloj napajanja. Nazvan je na ovaj način jer pruža čistu i stabilnu snagu svim komponentama na ploči.
- Sloj 3: Sloj prizemne ravnine, koji služi kao izvor tla za sve komponente na ploči.
- Sloj 4: gornji sloj koji se koristi za usmjeravanje signala i pružanje točaka povezivanja za komponente.
U 4-slojnom PCB dizajnu, 4 bakrena traga razdvojena su s 3 sloja unutarnjeg dielektrika i zapečaćena su na vrhu i dnu slojevima otpora na lemljenje. Obično su pravila dizajna za 4 -sloj PCB -a prikazana korištenjem 9 tragova i 3 boje - smeđe za bakar, siva za jezgru i predpreg, a zeleno za otpor lemilice.
Prednosti:
● Izdržljivost-četveroslojni PCB su robusniji od jednoslojnih i dvoslojnih ploča.
● Kompaktna veličina - mali dizajn četveroslojnih PCB -a može odgovarati širokom rasponu uređaja.
● Fleksibilnost - četveroslojni PCB -ovi mogu raditi u više vrsta elektroničkih uređaja, uključujući jednostavne i složene.
● Sigurnost - pravilnim usklađivanjem slojeva snage i tla, četveroslojni PCB -ovi mogu se zaštititi od elektromagnetskih smetnji.
● Lagana - Uređaji opremljeni četveroslojnim PCB -om zahtijevaju manje unutarnjeg ožičenja, tako da su obično lakši u težini.
Prijave:
● Satelitski sustavi - višeslojni PCB opremljeni su u orbiti satelita.
● Ručni uređaji - pametni telefoni i tableti obično su opremljeni s četveroslojnim PCB -om.
● Oprema za istraživanje svemira - višeslojne ploče s tiskanim krugovima pružaju energiju opremi za istraživanje svemira.
3-4. 6 slojeva PCB
6-sloj PCB je u osnovi 4-sloj ploče s dva dodatna signalna sloja dodana između ravnina. Standardni 6-sloj PCB stackup uključuje 4 sloja usmjeravanja (dva vanjska i dva unutarnja) i 2 unutarnja ravnina (jedan za zemlju i jedan za napajanje).
Davanje 2 unutarnja sloja za velike brzine signala i 2 vanjska sloja za signale male brzine značajno pojačavaju EMI (elektromagnetska smetnja). EMI je energija signala unutar elektroničkih uređaja koji su poremećeni zračenjem ili indukcijom.
Postoje različiti aranžmani za slaganje 6-slojnog PCB-a, ali broj korištenih slojeva snage, signala i tla ovisi o zahtjevima za primjenu.
Standardni 6-slojPCB STACKUPUključuje gornji sloj - PretPreg - Unutarnji sloj tla - jezgra - unutarnji sloj usmjeravanja - PretPreg - Unutarnji sloj usmjeravanja - jezgra - unutarnji sloj napajanja - PrePreg - donji sloj.
Iako je ovo standardna konfiguracija, možda nije prikladna za sve PCB dizajne, a možda će biti potrebno premjestiti slojeve ili imati specifičnije slojeve. Međutim, prilikom postavljanja moraju se uzeti u obzir učinkovitost ožičenja i minimiziranje presjeka.
Prednosti:
● Snaga - PCB sa šest slojeva deblji su od njihovih tanjih prethodnika i stoga robusniji.
● Kompaktnost - ploče sa šest slojeva ove debljine imaju veće tehničke mogućnosti i mogu konzumirati manju širinu.
● Veliki kapacitet - šest slojeva ili više PCB -a pružaju optimalnu snagu za elektroničke uređaje i uvelike smanjuju mogućnost prepucavanja i elektromagnetskih smetnji.
Prijave:
● Računala - 6 -sloj PCB -a pomogla je pokretanju brzog razvoja osobnih računala, što ih čini kompaktnijim, lakšim i bržim.
● Skladištenje podataka - Veliki kapacitet šestoslojnih PCB -a učinio je uređaje za pohranu podataka sve obilnijim u proteklom desetljeću.
● Sustavi alarmiranja požara - Koristeći 6 ili više pločica, alarmni sustavi postaju precizniji u trenutku otkrivanja stvarne opasnosti.
Kako se broj slojeva u tiskanoj pločici povećava izvan četvrtog i šestog sloja, u stackupu se dodaju više provodljivi slojevi bakra i dielektrični slojevi materijala.
Na primjer, osam slojeva PCB sadrži četiri ravnine i četiri sloja bakra signala - ukupno osam - povezanih sa sedam redova dielektričnog materijala. Osam sloja stackupa zapečaćen je slojevima maske dielektričnih lemljenja na vrhu i dnu. U osnovi, osmoslojni PCB stackup sličan je šestoslojnom, ali s dodanim parom bakrenog i predpreg stupaca.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
Post Vrijeme: lipnja-26-2023
