Elektrotechnik často čelí dilematu určování optimálního počtu vrstev pro aDesign PCB. Je lepší používat více vrstev nebo méně vrstev? Jak se rozhodnete o počtu vrstev pro PCB?
1. Co znamená vrstva PCB?
Vrstvy PCB se vztahují na měděné vrstvy, které jsou laminoványsubstrát. KroměJednovrstvé PCBkteré mají pouze jednu měděnou vrstvu, všechny PCB se dvěma nebo více vrstvami mají sudý počet vrstev. Komponenty se připájí na nejvzdálenější vrstvu, zatímco ostatní vrstvy slouží jako připojení zapojení. Některé špičkové PCB však také vloží komponenty do vnitřních vrstev.
PCB se používají k výrobě různých elektronických zařízení a strojů v různých průmyslových odvětvích, napříkladspotřební elektronika, automobilový průmysl,telekomunikace, letecký, vojenský a lékařský
průmyslová odvětví. Počet vrstev a velikosti konkrétní desky určuje sílu akapacitaPCB. Jak se počet vrstev zvyšuje, tak i funkčnost.
2. Jak určit počet vrstev PCB?
Při rozhodování o vhodném počtu vrstev pro PCB je důležité zvážit výhody používánívíce vrstevversus jediné nebo dvojité vrstvy. Současně je také nutné zvážit výhody používání konstrukce jedné vrstvy versus výhod vícevrstvých vzorů. Tyto faktory lze vyhodnotit z následujících pěti perspektiv:
2-1. Kde bude PCB použita?
Při určování specifikací desky PCB je zásadní zvážit zamýšlený stroj nebo zařízení, ve kterém bude PCB použita, a také specifické požadavky na desku pro takové zařízení. To zahrnuje identifikaci, zda bude deska PCB použita v sofistikovaném a
komplexní elektronické produkty nebo v jednodušších produktech se základní funkčností.
2-2. Jaká pracovní frekvence je potřeba pro PCB?
Při navrhování PCB je třeba zvážit problém pracovní frekvence, protože tento parametr určuje funkčnost a kapacitu PCB. Pro vyšší rychlost a provozní schopnosti jsou nezbytné vícevrstvé PCB.
2-3. Co je rozpočet projektu?
Dalšími faktory, které je třeba zvážit
a PCB s dvojitou vrstvou versus vícevrstvé PCB. Pokud chcete PCB s co nejvyšší kapacitou, budou náklady nevyhnutelně relativně vysoké.
Někteří lidé se ptají na vztah mezi počtem vrstev v PCB a jeho cenou. Obecně platí, že čím více vrstev má PCB, tím vyšší je jeho cena. Je to proto, že navrhování avýrobníVícevrstvá PCB trvá déle, a proto stojí více. Níže uvedený graf ukazuje průměrné náklady na vícevrstvé PCB pro tři různé výrobce za následujících podmínek:
Množství objednávky PCB: 100;
Velikost PCB: 400 mm x 200 mm;
Počet vrstev: 2, 4, 6, 8, 10.
Graf zobrazuje průměrnou cenu PCB od tří různých společností, bez přepravních nákladů. Náklady na PCB lze vyhodnotit pomocí webových stránek s citací PCB, které vám umožňují vybrat různé parametry, jako je typ vodiče, velikost, množství a počet vrstev. Tento graf poskytuje pouze obecnou představu o průměrných cenách PCB od tří výrobců a ceny se mohou lišit podle počtu vrstev. Náklady na dopravu nejsou zahrnuty. Efektivní kalkulačky jsou k dispozici online, poskytované samotní výrobci, kteří pomáhají zákazníkům vyhodnotit náklady na jejich tištěné obvody založené na různých parametrech, jako je typ vodiče, velikost, množství, počet vrstev, izolační materiály, tloušťka atd.
2-4. Jaká je požadovaná dodací lhůta pro PCB?
Dodací lhůta se týká času potřebného k výrobě a dodávce jednolůžkových/dvojitých/vícevrstvých PCB. Když potřebujete produkovat velké množství PCB,Dodací lhůtaje třeba vzít v úvahu. Dodací doba pro jedno/dvojité/vícevrstvé PCB se liší a závisí na velikosti oblasti PCB. Samozřejmě, pokud jste ochotni utratit více peněz, může být dodací lhůta zkrácena.
2-5. Jaká hustota a signální vrstva vyžaduje PCB?
Počet vrstev v PCB závisí na hustotě kolíku a signálních vrstvách. Například hustota kolíku 1,0 vyžaduje 2 signální vrstvy a jak se hustota kolíku snižuje, zvýší se počet požadovaných vrstev. Pokud je hustota kolíku 0,2 nebo méně, je vyžadováno nejméně 10 vrstev PCB.
3. Advantages různých vrstev PCB-jednovrstvá/dvojitá vrstva/vícevrstvá.
3-1. Jednovrstvá PCB
Konstrukce jednovrstvé PCB je jednoduchá, sestávající z jedné vrstvy lisovaných a svařovaných vrstev elektricky vodivého materiálu. První vrstva je pokryta deskou měděnou a poté se aplikuje vrstva odporu pájecí. Schéma jednovrstvé PCB obvykle ukazuje tři barevné proužky, které představují vrstvu a její dvě krycí vrstvy-šedou pro samotnou dielektrickou vrstvu, hnědou pro desku oděvu měď a zelenou pro vrstvu pájky.
Výhody:
● Nízké výrobní náklady, zejména pro výrobu spotřební elektroniky, která má vyšší efektivitu nákladů.
● Sestavení komponent, vrtání, pájení a instalace jsou relativně jednoduché aProces výrobyje méně pravděpodobné, že se setká s problémy.
● Ekonomické a vhodné pro hromadnou výrobu.
● Ideální volba pro návrhy s nízkou hustotou.
Aplikace:
● Základní kalkulačky používají jednovrstvé PCB.
● Rádia, jako jsou nízko cenověké rádiové budíky v obchodech se všemi vrstvami, obvykle používají jednovrstvé PCB.
● Kavárny často používají jednovrstvé PCB.
● Některé domácí spotřebiče používají jednovrstvé PCB.
3-2. Dvojitá vrstva PCB
Dvojitá vrstva PCB má dvě vrstvy pokovování mědi s izolační vrstvou mezi nimi.Komponentyjsou umístěny na obou stranách desky, a proto se také nazývá oboustranná PCB. Jsou vyrobeny spojením dvou vrstev mědi spolu s dielektrickým materiálem mezi nimi a každá strana mědi může přenášet různé elektrické signály. Jsou vhodné pro aplikace, které vyžadují vysokou rychlost a kompaktní balení.
Elektrické signály jsou směrovány mezi dvěma vrstvami mědi a dielektrický materiál mezi nimi pomáhá zabránit tomu, aby tyto signály navzájem zasahovaly. Dvouvrstvá PCB je nejběžnější a nejběžnější deska obvodů pro výrobu.
Dvouvrstvé PCB jsou podobné jednovrstvé PCB, ale mají obrácenou zrcadlovou spodní polovinu. Při používání dvouvrstvých PCB je dielektrická vrstva silnější než vrstva jednovrstvých PCB. Navíc je na horních i spodních stranách dielektrického materiálu pokovování mědi. Kromě toho jsou horní a dolní část laminované desky pokryta vrstvou pájkovou odolností.
Schéma dvouvrstvé PCB obvykle vypadá jako třívrstvý sendvič, se silnou šedou vrstvou ve středu představující dielektrické, hnědé pruhy na horní a dolní vrstvě představující měď a tenké zelené pruhy na horní a dolní vrstvě.
Výhody:
● Flexibilní design je vhodný pro různé zařízení.
● nízkonákladová struktura, díky níž je vhodná pro hromadnou výrobu.
● Jednoduchý design.
● Malá velikost vhodná pro různé vybavení.
Aplikace:
Dvouvrstvé PCB jsou vhodné pro širokou škálu jednoduchých a složitých elektronických zařízení. Příklady hromadně vyráběného vybavení, které obsahují dvouvrstvé PCB, zahrnují:
● Jednotky HVAC, rezidenční vytápění a chladicí systémy od různých značek zahrnují desky s dvojitým vrstvami potištěných obvodů.
● Zesilovače, dvojité vrstvy PCB jsou vybaveny jednotkami zesilovače používaných mnoha hudebníky.
● Tiskárny, různé počítačové periferie se spoléhají na dvojité vrstvy PCB.
3-3. Čtyřvrstvá PCB
Čtyřvrstvá deska PCB je deska s obvodem se čtyřmi vodivými vrstvami: horní, dvě vnitřní vrstvy a dole. Obě vnitřní vrstvy jsou jádrem, obvykle se používají jako napájení nebo zemní rovinu, zatímco vnější horní a spodní vrstvy se používají pro umístění komponent a směrovacích signálů.
Vnější vrstvy jsou obvykle pokryty vrstvou pájkovou odolností s exponovanými podložkami, aby poskytovaly umístění pro připojení povrchových zařízení a komponent skrz otvory. Prostřednictvím dírků se obvykle používají k zajištění spojení mezi čtyřmi vrstvami, které jsou laminovány dohromady a vytvoří desku.
Zde je rozdělení těchto vrstev:
- Vrstva 1: Spodní vrstva, obvykle vyrobená z mědi. Slouží jako základ celé desky obvodu a poskytuje podporu ostatním vrstvám.
- Vrstva 2: Power Layer. Je to pojmenován tímto způsobem, protože poskytuje čistý a stabilní napájení pro všechny komponenty na desce obvodu.
- Vrstva 3: Vrstva podzemní roviny, která slouží jako zdroj země pro všechny komponenty na desce obvodu.
- Vrstva 4: Horní vrstva používaná pro směrovací signály a poskytování bodů pro komponenty.
V konstrukci 4-vrstvy PCB jsou 4 stopy mědi odděleny 3 vrstvami vnitřního dielektriku a jsou utěsněny nahoře a dole vrstvami pájkových odolných. Obvykle jsou pravidla návrhu pro 4vrstvé PCB zobrazeny za použití 9 stop a 3 barvy - hnědé pro měď, šedá pro jádro a prepreg a zelená pro pájce.
Výhody:
● Trvanlivost-Čtyřvrstvé PCB jsou robustnější než jednovrstvé a dvouvrstvé desky.
● Kompaktní velikost - Malý design čtyřvrstvých PCB se vejde do široké škály zařízení.
● Flexibilita - Čtyřvrstvé PCB mohou pracovat ve více typech elektronických zařízení, včetně jednoduchých a složitých zařízení.
● Bezpečnost - Čtyřvrstvými PCBS správným zarovnáním výkonu a pozemních vrstev může chránit před elektromagnetickým rušením.
● Lehká - zařízení vybavená čtyřvrstvými PCB vyžadují méně interní zapojení, takže mají obvykle lehčí hmotnost.
Aplikace:
● Satelitní systémy - Vícevrstvé PCB jsou vybaveny obíhajícími satelity.
● Ruční zařízení - Smartphony a tablety jsou obvykle vybaveny čtyřvrstvými PCB.
● Zařízení pro průzkum prostoru - vícevrstvé desky s obvody poskytují napájení zařízení pro průzkum vesmíru.
3-4. 6 vrstev PCB
Šestivrstvá PCB je v podstatě čtyřvrstvá deska se dvěma dalšími signálními vrstvami přidanými mezi rovinami. Standardní 6-vrstvá hromada PCB zahrnuje 4 směrovací vrstvy (dvě vnější a dvě vnitřní) a 2 vnitřní roviny (jedna pro zem a jedna pro výkon).
Poskytování 2 vnitřních vrstev pro vysokorychlostní signály a 2 vnější vrstvy pro signály s nízkou rychlostí významně zesiluje EMI (elektromagnetické rušení). EMI je energie signálů v elektronických zařízeních narušených zářením nebo indukcí.
Existují různá uspořádání pro zásobník 6-vrstvy PCB, ale počet použitých výkonu, signálu a pozemních vrstev závisí na požadavcích na aplikaci.
Standardní šestivrstvýSTACKUP PCBZahrnuje horní vrstvu - Prepreg - Vnitřní pozemní vrstva - jádro - Vnitřní směrovací vrstva - Pregreg - Vnitřní směrovací vrstva - jádro - Vnitřní výkonové vrstvy - Pregreg - spodní vrstva.
I když se jedná o standardní konfiguraci, nemusí být vhodná pro všechny návrhy PCB a může být nutné přemístit vrstvy nebo mít konkrétnější vrstvy. Při jejich umístění však musí být zvážena účinnost zapojení a minimalizace přeslechu.
Výhody:
● Síla - šestivrstvé PCB jsou silnější než jejich tenčí předchůdci, a proto robustnější.
● Kompaktnost - desky se šesti vrstvami této tloušťky mají větší technické schopnosti a mohou konzumovat menší šířku.
● Vysoká kapacita - šestivrstvé nebo více PCB poskytují optimální výkon pro elektronická zařízení a výrazně snižují možnost přeslechu a elektromagnetického rušení.
Aplikace:
● Počítače - 6vrstvé PCB pomohly řídit rychlý vývoj osobních počítačů, díky čemuž byly kompaktnější, lehčí a rychlejší.
● Ukládání dat - Vysoká kapacita šestivrstvých PCB byla za poslední desetiletí stále hojnější.
● Požární poplachové systémy - Pomocí 6 nebo více desek obvodů se v okamžiku detekce skutečného nebezpečí stávají přesnějším poplachovým systémům.
Vzhledem k tomu, že se počet vrstev v desce tištěné obvodu zvyšuje za čtvrtou a šestou vrstvu, do zásobníku se přidají vodivější měděné vrstvy a vrstvy dielektrického materiálu.
Například osmivrstvá PCB obsahuje čtyři roviny a čtyři signální měděné vrstvy - celkem osm - spojených sedmi řadami dielektrického materiálu. Osmivrstvé zásobníky je utěsněno dielektrickými pájecími vrstvami masky nahoře a dole. V podstatě je osmivrstvé zásobník PCB podobné šestivrstvé, ale s přidanou dvojicí sloupce mědi a prepreg.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
Čas příspěvku:-26-2023
