Електрическите инженери често са изправени пред дилемата за определяне на оптималния брой слоеве за aPCB дизайн. По -добре ли е да използвате повече слоеве или по -малко слоеве? Как да вземете решението за броя на слоевете за PCB?
1. Какво означава PCB слой?
Слоевете на PCB се отнасят до медните слоеве, които са ламинирани ссубстрат. С изключение наЕднослойни печатни платкикоито имат само един меден слой, всички PCB с два или повече слоя имат четен брой слоеве. Компонентите са споени върху най -външния слой, докато останалите слоеве служат като свързващи връзки. Някои ПХБ от висок клас обаче също ще вграждат компоненти в рамките на вътрешните слоеве.
PCB се използват за производство на различни електронни устройства и машини в различни индустрии, като напримерпотребителска електроника, автомобилни,телекомуникации, аерокосмически, военни и медицински
индустрии. Броят на слоевете и размерите на конкретна платка определя мощността икапацитетна печатни платки. С увеличаването на броя на слоевете се увеличава и функционалността.
2.Как да се определи броят на PCB слоевете?
Когато решавате подходящия брой слоеве за печатна платка, важно е да се вземат предвид предимствата на използванетомножество слоевесрещу единични или двойни слоеве. В същото време е необходимо също да се вземат предвид предимствата на използването на един слой дизайн спрямо тези на многослойните дизайни. Тези фактори могат да бъдат оценени от следните пет перспективи:
2-1. Къде ще се използва PCB?
При определяне на спецификациите за платката за PCB е от съществено значение да се вземе предвид предвидената машина или оборудване, в което PCB ще бъде използван, както и специфичните изисквания на платката за такова оборудване. Това включва идентифициране дали платката за PCB ще се използва в сложни и
Сложни електронни продукти или в по -прости продукти с основна функционалност.
2-2. Каква работна честота е необходима за PCB?
Проблемът с работна честота трябва да се вземе предвид при проектирането на PCB, тъй като този параметър определя функционалността и капацитета на PCB. За по-висока скорост и оперативни възможности многослойните печатни платки са от съществено значение.
2-3. Какъв е бюджетът на проекта?
Други фактори, които трябва да се вземат предвид, са производствените разходи за единични
и PCB с двоен слой срещу многослойни PCB. Ако искате ПХБ с възможно най -висок капацитет, цената неизбежно ще бъде сравнително висока.
Някои хора питат за връзката между броя на слоевете в ПХБ и неговата цена. Като цяло, колкото повече слоеве има PCB, толкова по -висока е цената му. Това е така, защото проектирането ипроизводствоМногослойната печатна платка отнема повече време и следователно струва повече. Графиката по-долу показва средната цена на многослойните печатни платки за три различни производители при следните условия:
Количество на поръчката на PCB: 100;
Размер на печатни платки: 400 мм х 200 мм;
Брой слоеве: 2, 4, 6, 8, 10.
Графиката показва средната цена на ПХБ от три различни компании, без да включва разходите за доставка. Цената на PCB може да бъде оценена с помощта на уебсайтове за кавички на PCB, които ви позволяват да изберете различни параметри като тип проводник, размер, количество и брой слоеве. Тази диаграма предоставя само обща представа за средните цени на ПХБ от трима производители, а цените могат да варират в зависимост от броя на слоевете. Разходите за доставка не са включени. Ефективните калкулатори са достъпни онлайн, предоставени от самите производители, за да помогнат на клиентите да оценят цената на техните печатни вериги въз основа на различни параметри като тип проводник, размер, количество, брой слоеве, изолационни материали, дебелина и т.н.
2-4. Какво е необходимото време за доставка на ПХБ?
Времето за доставка се отнася до времето, необходимо за производството и доставката на единични/двойни/многослойни PCB. Когато трябва да произведете голямо количество PCB,срок на доставкатрябва да се вземе предвид. Времето за доставка за единични/двойни/многослойни печатни платки варира и зависи от размера на областта на PCB. Разбира се, ако сте готови да харчите повече пари, времето за доставка може да бъде съкратено.
2-5. Каква плътност и сигнални слой изисква PCB?
Броят на слоевете в PCB зависи от плътността на щифта и сигналните слоеве. Например, плътността на щифта от 1,0 изисква 2 сигнални слоя и с намаляването на плътността на щифта, броят на необходимите слоеве ще се увеличи. Ако плътността на щифта е 0,2 или по -малка, са необходими поне 10 слоя PCB.
3. Адреги на различни PCB слоеве-еднослоен/двоен слой/мултислой.
3-1. Еднослоен PCB
Конструкцията на еднослойна печатна платка е проста, състояща се от един слой от пресовани и заварени слоеве от електрически проводим материал. Първият слой е покрит с облицована с мед плоча и след това се прилага слой-резистиращ слой. Диаграмата на еднослоен PCB обикновено показва три цветни ленти, които да представят слоя и двата му покривни слоя-сиви за самия диелектричен слой, кафяв за облечената с мед плоча и зелено за слоя-резистентен слой.
Предимства:
● Ниски производствени разходи, особено за производството на потребителска електроника, която има по -висока ефективност на разходите.
● Сглобяването на компоненти, пробиване, запояване и монтаж са сравнително прости, апроизводствен процесе по -малко вероятно да срещне проблеми.
● Икономически и подходящ за масово производство.
● Идеален избор за дизайни с ниска плътност.
Приложения:
● Основните калкулатори използват еднослойни ПХБ.
● Радиостанции, като радио алармени часовници с ниска цена в общи магазини за стоки, обикновено използват PCB с еднослойни.
● Кафените машини често използват еднослойни PCB.
● Някои домакински уреди използват еднослойни PCB.
3-2. Двуслойна печатна платка
Двуслойната PCB има два слоя медни покрития с изолационен слой между тях.Компонентиса поставени от двете страни на дъската, поради което се нарича още двустранна печатна платка. Те се произвеждат чрез свързване на два слоя мед заедно с диелектричен материал между тях и всяка страна на медта може да предава различни електрически сигнали. Те са подходящи за приложения, които изискват висока скорост и компактни опаковки.
Електрическите сигнали се пренасочват между двата слоя мед, а диелектричният материал между тях помага да се предотврати намесата на тези сигнали един в друг. Двуслойната печатна платка е най-често срещаната и икономична платка за производство.
Двуслойните печатни платки са подобни на еднослойните PCB, но имат обърната огледална долна половина. При използване на двуслойни PCBs, диелектричният слой е по-дебел от този на еднослойните PCB. Освен това има медно покритие както от горната, така и от долната страна на диелектричния материал. Освен това горната и долната част на ламинираната дъска са покрити със слой устойчивост на спойка.
Диаграмата на двуслойна PCB обикновено изглежда като трислоен сандвич, с дебел сив слой в средата, представляващ диелектричните, кафяви ивици на горния и долния слой, представляващи медта, и тънки зелени ивици отгоре и отдолу, представляващи устойчивия на спойника слой.
Предимства:
● Гъвкавият дизайн го прави подходящ за различни устройства.
● Структура с ниска цена, която го прави удобно за масово производство.
● Прост дизайн.
● Малък размер, подходящ за различно оборудване.
Приложения:
Двуслойните печатни платки са подходящи за широк спектър от прости и сложни електронни устройства. Примери за масово произвеждано оборудване, които разполагат с двойни платки, включват:
● HVAC единици, жилищни системи за отопление и охлаждане от различни марки включват двуслойни печатни платки.
● Усилватели, двуслойните печатни платки са оборудвани с усилвателни единици, използвани от много музиканти.
● Принтери, различни компютърни периферни устройства разчитат на двуслойни PCB.
3-3. Четири слоеве PCB
4-слой PCB е печатна платка с четири проводими слоя: отгоре, два вътрешни слоя и отдолу. И двата вътрешни слоя са сърцевината, обикновено използвани като мощност или наземна равнина, докато външният горен и долния слой се използват за поставяне на компоненти и сигнали за маршрутизиране.
Външните слоеве обикновено са покрити със устойчив на спойка слой с открити подложки, за да осигурят точки за поставяне за свързване на повърхностно монтирани устройства и компоненти на отвора. Чрез дупки обикновено се използват за осигуряване на връзки между четирите слоя, които са ламинирани заедно, за да образуват дъска.
Ето разпадането на тези слоеве:
- Слой 1: Долен слой, обикновено изработен от мед. Той служи като основата на цялата платка, осигуряваща подкрепа за останалите слоеве.
- Слой 2: Захранващ слой. Той е наречен по този начин, защото осигурява чиста и стабилна мощност на всички компоненти на платката.
- Слой 3: Слой на заземяването, служещ като източник на заземяване за всички компоненти на платката.
- Слой 4: Най -горният слой, използван за маршрутизиране на сигнали и предоставяне на точки за свързване на компоненти.
В 4-слой PCB дизайн 4 медни следи са разделени от 3 слоя вътрешен диелектрик и са запечатани в горната и дъното с устойчиви на спойка слоеве. Обикновено правилата за проектиране на 4 -слоеве
Предимства:
● Издръжливост-ПХБ с четири слоеве са по-здрави от еднослойните и двойните платки.
● Компактен размер - Малкият дизайн на четирислойни печатни платки може да отговаря на широк спектър от устройства.
● Гъвкавост - Четирислойните печатни платки могат да работят в множество видове електронни устройства, включително прости и сложни.
● Безопасност - Чрез правилно подравняване на мощността и наземните слоеве, четирислойните PCB могат да се защитят срещу електромагнитните смущения.
● Леки - устройства, оборудвани с четирислойни печатни платки, изискват по -малко вътрешно окабеляване, така че обикновено са по -леки по тегло.
Приложения:
● Сателитни системи - многослойните печатни платки са оборудвани в орбитални спътници.
● Ръчни устройства - Смартфоните и таблетите обикновено са оборудвани с четирислойни ПХБ.
● Оборудване за космическо проучване - Многослойните печатни платки осигуряват мощност на оборудването за проучване на пространството.
3-4. 6 слоя PCB
6-слой PCB по същество е 4-слой платка с два допълнителни сигнални слоя, добавени между равнините. Стандартен 6-слой PCB Stackup включва 4 маршрутизационни слоя (два външни и два вътрешни) и 2 вътрешни равнини (един за земята и един за мощност).
Предоставянето на 2 вътрешни слоя за високоскоростни сигнали и 2 външни слоя за сигнали с ниска скорост значително усилва EMI (електромагнитна интерференция). EMI е енергията на сигналите в електронните устройства, които се нарушават от радиация или индукция.
Съществуват различни аранжименти за стакуцията на 6-слой PCB, но броят на използваните мощни, сигнали и наземни слоеве зависи от изискванията на приложението.
Стандартен 6-слойPCB StackupВключва горен слой - прег. - Вътрешен заземен слой - сърцевина - вътрешен слой за маршрутизиране - препрегри - вътрешен слой за маршрутизиране - сърцевина - вътрешен слой на захранване - Prepreg - долен слой.
Въпреки че това е стандартна конфигурация, тя може да не е подходяща за всички дизайни на PCB и може да се наложи да препозиционирате слоевете или да имате по -специфични слоеве. Въпреки това, ефективността на окабеляването и минимизирането на кръстосаните разговори обаче трябва да се вземат предвид при поставянето им.
Предимства:
● Сила - Шестпластовите печатни платки са по -дебели от по -тънките им предшественици и следователно по -здрави.
● Компактност - дъските с шест слоя от тази дебелина имат по -големи технически възможности и могат да консумират по -малка ширина.
● Висок капацитет - Шестслойните или повече PCB осигуряват оптимална мощност за електронни устройства и значително намаляват възможността за кръстосани и електромагнитни смущения.
Приложения:
● Компютри - 6 -слой PCBs помогнаха за бързото развитие на персоналните компютри, правейки ги по -компактни, по -леки и по -бързи.
● Съхранение на данни - Високият капацитет на шестслойните PCBs направи устройствата за съхранение на данни все по -изобилни през последното десетилетие.
● Пожарни алармени системи - Използвайки 6 или повече платки, алармените системи стават по -точни в момента на откриване на реална опасност.
Тъй като броят на слоевете в печатна платка се увеличава отвъд четвъртия и шестия слой, към статута се добавят по -проводими медни слоеве и диелектрични материали.
Например, осемслойната печатна платка съдържа четири равнини и четири медни слоя на сигнала - общо осем - свързани със седем реда диелектричен материал. Осемслойният стакуп е запечатан с диелектрични слоеве за маскиране на спойка отгоре и отдолу. По същество, осемслойният PCB Stackup е подобен на шестслойния, но с добавена двойка медна и колона за препрег.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
Време за публикация: юни-26-2023
