Elektrische ingenieurs worden vaak geconfronteerd met het dilemma van het bepalen van het optimale aantal lagen voor eenPCB -ontwerp. Is het beter om meer lagen of minder lagen te gebruiken? Hoe neemt u de beslissing over het aantal lagen voor een PCB?
1.Wat betekent PCB -laag?
De lagen van een PCB verwijzen naar de koperen lagen die zijn gelamineerd met desubstraat. Behalvesingle-layer PCB'sdie slechts één koperen laag hebben, hebben alle PCB's met twee of meer lagen een even aantal lagen. De componenten worden gesoldeerd op de buitenste laag, terwijl de andere lagen dienen als bedradingsverbindingen. Sommige high-end PCB's zullen echter ook componenten in de binnenlagen insluiten.
PCB's worden gebruikt om verschillende elektronische apparaten en machines in verschillende industrieën te produceren, zoalsConsumentenelektronica, Automotive,telecommunicatie, ruimtevaart, militair en medisch
Industrieën. Het aantal lagen en de grootte van een specifiek bord bepaalt het vermogen encapaciteitvan de printplaat. Naarmate het aantal lagen toeneemt, neemt ook de functionaliteit toe.
2. Hoe het aantal PCB -lagen te bepalen?
Bij het bepalen van het juiste aantal lagen voor een PCB is het belangrijk om de voordelen van het gebruik te overwegenMeerdere lagenversus enkele of dubbele lagen. Tegelijkertijd is het ook noodzakelijk om de voordelen van het gebruik van een ontwerp met één laag te overwegen versus die van meerlagige ontwerpen. Deze factoren kunnen worden geëvalueerd vanuit de volgende vijf perspectieven:
2-1. Waar wordt de PCB gebruikt?
Bij het bepalen van de specificaties voor een PCB -bord is het cruciaal om de beoogde machine of apparatuur te overwegen waarin de PCB zal worden gebruikt, evenals de specifieke vereisten voor dergelijke apparatuur. Dit omvat het identificeren of het PCB -bord zal worden gebruikt in geavanceerde en
Complexe elektronische producten, of in eenvoudigere producten met basisfunctionaliteit.
2-2. Welke werkfrequentie is nodig voor de PCB?
De kwestie van de werkfrequentie moet worden overwogen bij het ontwerpen van een PCB, omdat deze parameter de functionaliteit en capaciteit van de PCB bepaalt. Voor hogere snelheid en operationele mogelijkheden zijn meerlagige PCB's essentieel.
2-3. Wat is het projectbudget?
Andere factoren om te overwegen zijn de productiekosten van single
en dubbele laag PCB's versus meerlagen PCB's. Als u een printplaat met een zo hoog mogelijk capaciteit wilt, zijn de kosten onvermijdelijk relatief hoog.
Sommige mensen vragen naar de relatie tussen het aantal lagen in een PCB en de prijs ervan. Over het algemeen, hoe meer lagen een PCB heeft, hoe hoger de prijs. Dit komt omdat het ontwerpen enfabricageEen PCB met meerdere laags duurt langer en kost daarom meer. De onderstaande grafiek toont de gemiddelde kosten van meerlagige PCB's voor drie verschillende fabrikanten onder de volgende voorwaarden:
PCB -bestelhoeveelheid: 100;
PCB -maat: 400 mm x 200 mm;
Aantal lagen: 2, 4, 6, 8, 10.
De grafiek toont de gemiddelde prijs van PCB's van drie verschillende bedrijven, exclusief verzendkosten. De kosten van een PCB kunnen worden geëvalueerd met behulp van PCB -aanhalingstekens, waarmee u verschillende parameters kunt selecteren, zoals geleidertype, grootte, hoeveelheid en aantal lagen. Deze grafiek biedt slechts een algemeen idee van de gemiddelde PCB -prijzen van drie fabrikanten, en de prijzen kunnen variëren afhankelijk van het aantal lagen. Verzendkosten zijn niet inbegrepen. Effectieve rekenmachines zijn online beschikbaar, geleverd door fabrikanten zelf om klanten te helpen de kosten van hun gedrukte circuits te evalueren op basis van verschillende parameters zoals geleidertype, grootte, hoeveelheid, aantal lagen, isolatiematerialen, dikte, enz.
2-4. Wat is de vereiste levertijd voor de PCB?
Levertijd verwijst naar de tijd die nodig is om single/dubbele/meerlagige PCB's te produceren en te leveren. Wanneer u een grote hoeveelheid PCB's moet produceren,levertijdmoet rekening worden gehouden. De levertijd voor PCB's met één/dubbele/meerlagige lagen varieert en hangt af van de grootte van het PCB -gebied. Natuurlijk, als u bereid bent om meer geld uit te geven, kan de levertijd worden ingekort.
2-5. Welke dichtheid en signaallaag heeft de PCB nodig?
Het aantal lagen in een PCB hangt af van de pendichtheid en signaallagen. Een pin -dichtheid van 1,0 vereist bijvoorbeeld 2 signaallagen, en naarmate de pindichtheid afneemt, zal het aantal vereiste lagen toenemen. Als de pendichtheid 0,2 of minder is, zijn ten minste 10 lagen PCB vereist.
3. Advangages van verschillende PCB-lagen-Single-Layer/Double-Layer/Multi-Layer.
3-1. Single-Layer PCB
De constructie van een printplaat met één laag is eenvoudig, bestaande uit een enkele laag geperste en gelaste lagen elektrisch geleidend materiaal. De eerste laag is bedekt met een door koper beklede plaat en vervolgens wordt een soldeerresistenlaag toegepast. Het diagram van een printplaat met één laag toont meestal drie gekleurde strips om de laag en de twee bedekkingslagen weer te geven-grijs voor de diëlektrische laag zelf, bruin voor de koper beklede plaat en groen voor de soldeer-resist-laag.
Voordelen:
● Lage productiekosten, vooral voor de productie van consumentenelektronica, die een hogere kostenefficiëntie heeft.
● Montage van componenten, boren, solderen en installatie zijn relatief eenvoudig en deproductieprocesis minder kans om problemen tegen te komen.
● Economisch en geschikt voor massaproductie.
● Ideale keuze voor ontwerpen met lage dichtheid.
Toepassingen:
● Basiscalculators gebruiken Single-Layer PCB's.
● Radio's, zoals goedkope radio-wekkers in algemene merchandise-winkels, gebruiken meestal PCB's met één laag.
● Koffiemachines gebruiken vaak PCB's met één laag.
● Sommige huishoudelijke apparaten gebruiken PCB's met één laag.
3-2. PCB met dubbele laag
Dubbellaags PCB heeft twee lagen koperplaten met een isolerende laag ertussenin.Componentenworden aan beide zijden van het bord geplaatst, daarom wordt het ook een dubbelzijdige PCB genoemd. Ze worden vervaardigd door twee lagen koper te verbinden met een tussendoor diëlektrisch materiaal ertussen, en elke kant van het koper kan verschillende elektrische signalen verzenden. Ze zijn geschikt voor toepassingen die hoge snelheid en compacte verpakkingen vereisen.
Elektrische signalen worden geleid tussen de twee lagen koper en het diëlektrische materiaal tussen hen helpt voorkomen dat deze signalen elkaar verstoren. De PCB met dubbele laag is de meest voorkomende en economische printplaat om te produceren.
PCB's met dubbele laag zijn vergelijkbaar met PCB's met één laag, maar hebben een omgekeerde gespiegelde onderste helft. Bij gebruik van PCB's met dubbele laag is de diëlektrische laag dikker dan die van PCB's met één laag. Bovendien is er koperplating aan zowel de boven- als onderkant van het diëlektrische materiaal. Bovendien zijn de boven- en onderkant van het gelamineerde bord bedekt met een soldeerweerstandlaag.
Het diagram van een printplaat met dubbele laag ziet er meestal uit als een drielaags sandwich, met een dikke grijze laag in het midden die de diëlektrische, bruine strepen op de bovenste en onderste lagen vertegenwoordigt die het koper vertegenwoordigen, en dunne groene strepen aan de boven- en onderkant die de soldeerweerstand weergeeft.
Voordelen:
● Flexibel ontwerp maakt het geschikt voor verschillende apparaten.
● Goedkope structuur waardoor het handig is voor massaproductie.
● Eenvoudig ontwerp.
● Klein formaat geschikt voor verschillende apparatuur.
Toepassingen:
PCB's met dubbele laag zijn geschikt voor een breed scala aan eenvoudige en complexe elektronische apparaten. Voorbeelden van in massa geproduceerde apparatuur met PCB's met dubbele laag omvatten:
● HVAC-eenheden, residentiële verwarmings- en koelsystemen van verschillende merken omvatten allemaal dubbellaagse printplaten.
● Versterkers, PCB's met dubbele laag zijn uitgerust met versterkerseenheden die door veel muzikanten worden gebruikt.
● Printers, verschillende computerrandapparatuur vertrouwen op PCB's met dubbele laag.
3-3. PCB met vier lagen
Een printplaat van 4 laags is een afgedrukte printplaat met vier geleidende lagen: bovenste, twee binnenste lagen en onderkant. Beide binnenlagen zijn de kern, meestal gebruikt als een vermogens- of grondvlak, terwijl de buitenste boven- en onderste lagen worden gebruikt voor het plaatsen van componenten en routeringssignalen.
De buitenste lagen worden meestal bedekt met een soldeerweerstand laag met blootgestelde pads om plaatsingspunten te bieden voor het aansluiten van oppervlakte-gemonteerde apparaten en doorgaande gatencomponenten. Door middel van gaten worden meestal gebruikt om verbindingen te bieden tussen de vier lagen, die samen worden gelamineerd om een bord te vormen.
Hier is de uitsplitsing van deze lagen:
- Laag 1: onderste laag, meestal gemaakt van koper. Het dient als de basis van de hele printplaat en biedt ondersteuning voor de andere lagen.
- Laag 2: Power Layer. Het wordt op deze manier genoemd omdat het schone en stabiele kracht biedt voor alle componenten op de printplaat.
- Laag 3: Grondvlaklaag, die dient als de grondbron voor alle componenten op de printplaat.
- Laag 4: bovenste laag gebruikt voor routeringssignalen en het bieden van verbindingspunten voor componenten.
In een 4-laags PCB-ontwerp worden 4 koperen sporen gescheiden door 3 lagen intern diëlektrisch en worden ze aan de boven- en onderkant afgedicht met soldeerweerstandlagen. Meestal worden de ontwerpregels voor PCB's van 4 laags weergegeven met 9 sporen en 3 kleuren - bruin voor koper, grijs voor kern en prepreg en groen voor soldeerweerstand.
Voordelen:
● Duurzaamheid-PCB's met vier lagen zijn robuuster dan single-layer en dubbele laagborden.
● Compacte grootte - Het kleine ontwerp van vierlaags PCB's kan een breed scala aan apparaten passen.
● Flexibiliteit - PCB's met vier lagen kunnen werken in meerdere soorten elektronische apparaten, waaronder eenvoudige en complexe.
● Veiligheid - Door de stroom- en grondlagen goed uit te lijnen, kunnen vierlaags PCB's beschermen tegen elektromagnetische interferentie.
● Lichtgewicht - Apparaten uitgerust met vierlaags PCB's vereisen minder interne bedrading, zodat ze meestal lichter van gewicht zijn.
Toepassingen:
● Satellietsystemen - Multi -layer PCB's zijn uitgerust in satellieten in een baan.
● Handheld -apparaten - Smartphones en tablets zijn meestal uitgerust met PCB's met vier lagen.
● Space Exploration -apparatuur - Meerlagige geprinte printplaten bieden stroom voor ruimte -exploratieapparatuur.
3-4. 6 lagen PCB
Een PCB van 6 laags is in wezen een 4-laags bord met twee extra signaallagen toegevoegd tussen de vlakken. Een standaard 6-laags PCB-stackup omvat 4 routelagen (twee buitenste en twee binnenste) en 2 interne vliegtuigen (één voor grond en één voor vermogen).
Het leveren van 2 interne lagen voor hogesnelheidssignalen en 2 buitenste lagen voor signalen met lage snelheid versterkt EMI aanzienlijk (elektromagnetische interferentie). EMI is de energie van signalen binnen elektronische apparaten die worden verstoord door straling of inductie.
Er zijn verschillende regelingen voor de stapel van een PCB met 6 lagen, maar het aantal gebruikte vermogens-, signaal- en grondlagen is afhankelijk van de toepassingsvereisten.
Een standaard 6-laagsPCB -stackupInclusief toplaag - prepreg - interne grondlaag - kern - interne routeringslaag - prepreg - interne routeringslaag - kern - interne stroomlaag - prepreg - onderste laag.
Hoewel dit een standaardconfiguratie is, is het mogelijk niet geschikt voor alle PCB -ontwerpen, en het kan nodig zijn om de lagen te verplaatsen of meer specifieke lagen te hebben. Er moeten echter bedrading en minimalisatie van overspraak worden overwogen bij het plaatsen ervan.
Voordelen:
● Sterkte - PCB's van zes lagen zijn dikker dan hun dunnere voorgangers en daarom robuuster.
● Compactheid - planken met zes lagen van deze dikte hebben grotere technische mogelijkheden en kunnen minder breedte verbruiken.
● Hoge capaciteit - Zeslaags of meer PCB's bieden een optimaal vermogen voor elektronische apparaten en verminderen de mogelijkheid van overspraak en elektromagnetische interferentie aanzienlijk.
Toepassingen:
● Computers - PCB's met 6 lagen hielpen bij het stimuleren van de snelle ontwikkeling van personal computers, waardoor ze compacter, lichter en sneller werden.
● Gegevensopslag - De hoge capaciteit van zeslaags PCB's heeft het afgelopen decennium steeds meer gegevensopslagapparaten in toenemende mate overvloedig gemaakt.
● Brandalarmsystemen - Met behulp van 6 of meer printplaten worden alarmsystemen nauwkeuriger op het moment van het detecteren van echt gevaar.
Naarmate het aantal lagen in een gedrukte printplaat toeneemt voorbij de vierde en zesde laag, worden meer geleidende koperen lagen en diëlektrische materiaallagen aan de stapel toegevoegd.
Een achtlaags printplaat bevat bijvoorbeeld vier vlakken en vier signaalkoperen lagen - acht in totaal - verbonden door zeven rijen diëlektrisch materiaal. De acht-laags stapel wordt afgesloten met diëlektrische soldeermaskerlagen aan de boven- en onderkant. In wezen is de acht-laags PCB-stackup vergelijkbaar met de zes-laags, maar met een extra paar koperen en prepreg kolom.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
Posttijd: juni-26-2023
