Inginerii electricieni se confruntă adesea cu dilema de a determina numărul optim de straturi pentru un design PCB.Este mai bine să folosiți mai multe straturi sau mai puține straturi?Cum luați decizia cu privire la numărul de straturi pentru un PCB?
1. Ce înseamnă stratul PCB?
Straturile unui PCB se referă la straturile de cupru care sunt laminate cu substratul.Cu excepția PCB-urilor cu un singur strat care au un singur strat de cupru, toate PCB-urile cu două sau mai multe straturi au un număr par de straturi.Componentele sunt lipite pe stratul cel mai exterior, în timp ce celelalte straturi servesc ca conexiuni de cablare.Cu toate acestea, unele PCB-uri de ultimă generație vor încorpora și componente în straturile interioare.
PCB-urile sunt folosite pentru a fabrica diverse dispozitive și mașini electronice în diferite industrii, cum ar fi electronice de larg consum, auto, telecomunicații, aerospațiale, militare și medicale.
industrii.Numărul de straturi și dimensiunea unei plăci specifice determină puterea și capacitatea PCB-ului.Pe măsură ce numărul de straturi crește, crește și funcționalitatea.
2.Cum se determină numărul de straturi PCB?
Atunci când decideți asupra numărului adecvat de straturi pentru un PCB, este important să luați în considerare beneficiile utilizării mai multor straturi față de straturi simple sau duble.În același timp, este de asemenea necesar să se ia în considerare avantajele utilizării unui design cu un singur strat față de cele ale modelelor multistrat.Acești factori pot fi evaluați din următoarele cinci perspective:
2-1.Unde va fi folosit PCB-ul?
Atunci când se determină specificațiile pentru o placă PCB, este esențial să se ia în considerare mașina sau echipamentul în care va fi utilizat PCB-ul, precum și cerințele specifice ale plăcii de circuite pentru astfel de echipamente.Aceasta include identificarea dacă placa PCB va fi utilizată în mod sofisticat și
produse electronice complexe, sau în produse mai simple cu funcționalitate de bază.
2-2.Ce frecvență de lucru este necesară pentru PCB?
Problema frecvenței de lucru trebuie luată în considerare la proiectarea unui PCB, deoarece acest parametru determină funcționalitatea și capacitatea PCB-ului.Pentru viteză mai mare și capabilități operaționale, PCB-urile multistrat sunt esențiale.
2-3.Care este bugetul proiectului?
Alți factori de luat în considerare sunt costurile de producție ale single-ului
și PCB-uri cu strat dublu față de PCB-uri cu mai multe straturi.Dacă doriți un PCB cu o capacitate cât mai mare posibil, costul va fi inevitabil relativ mare.
Unii oameni întreabă despre relația dintre numărul de straturi dintr-un PCB și prețul acestuia.În general, cu cât un PCB are mai multe straturi, cu atât prețul său este mai mare.Acest lucru se datorează faptului că proiectarea și fabricarea unui PCB cu mai multe straturi durează mai mult și, prin urmare, costă mai mult.Graficul de mai jos arată costul mediu al PCB-urilor multistrat pentru trei producători diferiți în următoarele condiții:
Cantitate comanda PCB: 100;
Dimensiune PCB: 400mm x 200mm;
Număr de straturi: 2, 4, 6, 8, 10.
Graficul afișează prețul mediu al PCB-urilor de la trei companii diferite, fără a include costurile de transport.Costul unui PCB poate fi evaluat folosind site-uri web de cotații PCB, care vă permit să selectați diferiți parametri, cum ar fi tipul conductorului, dimensiunea, cantitatea și numărul de straturi.Acest grafic oferă doar o idee generală a prețurilor medii PCB de la trei producători, iar prețurile pot varia în funcție de numărul de straturi.Costurile de transport nu sunt incluse.Calculatoare eficiente sunt disponibile online, furnizate de producători înșiși pentru a ajuta clienții să evalueze costul circuitelor lor imprimate pe baza diferiților parametri, cum ar fi tipul conductorului, dimensiunea, cantitatea, numărul de straturi, materialele de izolație, grosimea etc.
2-4.Care este timpul de livrare necesar pentru PCB?
Timpul de livrare se referă la timpul necesar pentru fabricarea și livrarea PCB-urilor cu un singur/dublu/multistrat.Când trebuie să produceți o cantitate mare de PCB-uri, trebuie luat în considerare timpul de livrare.Timpul de livrare pentru PCB-uri cu un singur/dublu/multistrat variază și depinde de dimensiunea zonei PCB.Desigur, dacă sunteți dispus să cheltuiți mai mulți bani, timpul de livrare poate fi scurtat.
2-5.Ce densitate și strat de semnal necesită PCB-ul?
Numărul de straturi dintr-un PCB depinde de densitatea pinului și de straturile de semnal.De exemplu, o densitate de pin de 1,0 necesită 2 straturi de semnal, iar pe măsură ce densitatea pinului scade, numărul de straturi necesare va crește.Dacă densitatea pinului este de 0,2 sau mai mică, sunt necesare cel puțin 10 straturi de PCB.
3. Avantajele diferitelor straturi de PCB - cu un singur strat/dublu-strat/multi-strat.
3-1.PCB cu un singur strat
Construcția unui PCB cu un singur strat este simplă, constând dintr-un singur strat de straturi presate și sudate de material electric conductor.Primul strat este acoperit cu o placă placată cu cupru, apoi se aplică un strat rezistent la lipire.Diagrama unui PCB cu un singur strat arată de obicei trei benzi colorate pentru a reprezenta stratul și cele două straturi de acoperire ale sale - gri pentru stratul dielectric în sine, maro pentru placa placată cu cupru și verde pentru stratul rezistent la lipire.
Avantaje:
● Cost redus de fabricație, în special pentru producția de electronice de larg consum, care are o eficiență mai mare a costurilor.
● Asamblarea componentelor, găurirea, lipirea și instalarea sunt relativ simple, iar procesul de producție este mai puțin probabil să întâmpine probleme.
● Economic și potrivit pentru producția de masă.
● Alegerea ideală pentru modele cu densitate scăzută.
Aplicatii:
● Calculatoarele de bază folosesc PCB-uri cu un singur strat.
● Radiourile, cum ar fi ceasurile de alarmă radio cu preț redus din magazinele de mărfuri generale, folosesc de obicei PCB-uri cu un singur strat.
● Aparatele de cafea folosesc adesea PCB-uri cu un singur strat.
● Unele aparate electrocasnice folosesc PCB-uri cu un singur strat.
3-2.PCB cu dublu strat
PCB cu două straturi are două straturi de placare cu cupru cu un strat izolator între ele.Componentele sunt plasate pe ambele părți ale plăcii, motiv pentru care se mai numește și PCB cu două fețe.Ele sunt fabricate prin conectarea a două straturi de cupru împreună cu un material dielectric între ele, iar fiecare parte a cuprului poate transmite semnale electrice diferite.Sunt potrivite pentru aplicații care necesită o viteză mare și ambalare compactă.
Semnalele electrice sunt direcționate între cele două straturi de cupru, iar materialul dielectric dintre ele ajută la prevenirea interferenței acestor semnale între ele.PCB cu două straturi este cea mai comună și mai economică placă de circuit de fabricat.
PCB-urile cu strat dublu sunt similare cu PCB-urile cu un singur strat, dar au o jumătate inferioară în oglindă inversată.Când se utilizează PCB-uri cu două straturi, stratul dielectric este mai gros decât cel al PCB-urilor cu un singur strat.În plus, există o placare cu cupru atât pe partea superioară, cât și pe cea inferioară a materialului dielectric.În plus, partea superioară și inferioară a plăcii laminate sunt acoperite cu un strat rezistent la lipire.
Diagrama unui PCB cu dublu strat arată, de obicei, ca un sandwich cu trei straturi, cu un strat gri gros în mijloc reprezentând dielectricul, dungi maro pe straturile superioare și inferioare reprezentând cuprul și dungi subțiri verzi în partea de sus și de jos. reprezentând stratul de rezistență la lipire.
Avantaje:
● Designul flexibil îl face potrivit pentru o varietate de dispozitive.
● Structură cu costuri reduse care o face convenabilă pentru producția de masă.
● Design simplu.
● Dimensiuni mici potrivite pentru diverse echipamente.
Aplicatii:
PCB-urile cu două straturi sunt potrivite pentru o gamă largă de dispozitive electronice simple și complexe.Exemple de echipamente produse în serie care au PCB-uri cu două straturi includ:
● Unitățile HVAC, sistemele rezidențiale de încălzire și răcire de la diferite mărci includ toate plăci de circuite imprimate cu două straturi.
● Amplificatoarele, PCB-urile cu dublu strat sunt echipate cu unități de amplificare utilizate de mulți muzicieni.
● Imprimante, diverse periferice de computer se bazează pe PCB-uri cu două straturi.
3-3.PCB cu patru straturi
Un PCB cu 4 straturi este o placă de circuit imprimat cu patru straturi conductoare: de sus, două straturi interioare și de jos.Ambele straturi interioare sunt miezul, folosit de obicei ca un plan de putere sau de masă, în timp ce straturile exterioare de sus și de jos sunt folosite pentru plasarea componentelor și rutarea semnalelor.
Straturile exterioare sunt de obicei acoperite cu un strat rezistent la lipire cu tampoane expuse pentru a oferi puncte de plasare pentru conectarea dispozitivelor montate pe suprafață și a componentelor prin gaură.Găurile de trecere sunt de obicei folosite pentru a asigura conexiuni între cele patru straturi, care sunt laminate împreună pentru a forma o placă.
Iată defalcarea acestor straturi:
- Stratul 1: Stratul inferior, de obicei realizat din cupru.Acesta servește ca fundație pentru întreaga placă de circuit, oferind suport pentru celelalte straturi.
- Stratul 2: Stratul de putere.Este numit astfel deoarece oferă energie curată și stabilă tuturor componentelor de pe placa de circuit.
- Stratul 3: Stratul plan de masă, care servește drept sursă de masă pentru toate componentele de pe placa de circuit.
- Stratul 4: Stratul superior utilizat pentru rutarea semnalelor și furnizarea de puncte de conectare pentru componente.
Într-un design PCB cu 4 straturi, 4 urme de cupru sunt separate de 3 straturi de dielectric intern și sunt sigilate în partea de sus și de jos cu straturi rezistente la lipire.De obicei, regulile de proiectare pentru PCB-uri cu 4 straturi sunt afișate folosind 9 urme și 3 culori - maro pentru cupru, gri pentru miez și preimpregnat și verde pentru rezistență la lipire.
Avantaje:
● Durabilitate - PCB-urile cu patru straturi sunt mai robuste decât plăcile cu un singur strat și cu două straturi.
● Dimensiune compactă - Designul mic al PCB-urilor cu patru straturi se poate adapta la o gamă largă de dispozitive.
●Flexibilitate - PCB-urile cu patru straturi pot funcționa cu mai multe tipuri de dispozitive electronice, inclusiv cele simple și complexe.
● Siguranță - Prin alinierea corectă a straturilor de putere și de masă, PCB-urile cu patru straturi pot proteja împotriva interferențelor electromagnetice.
● Ușoare - Dispozitivele echipate cu PCB-uri cu patru straturi necesită mai puține cablaje interne, deci sunt de obicei mai ușoare.
Aplicatii:
● Sisteme prin satelit - PCB-urile multistrat sunt echipate în sateliți în orbită.
● Dispozitive portabile - Smartphone-urile și tabletele sunt de obicei echipate cu PCB-uri cu patru straturi.
● Echipamente de explorare spațială - Plăcile cu circuite imprimate multistrat oferă energie echipamentelor de explorare spațială.
3-4.PCB cu 6 straturi
Un PCB cu 6 straturi este în esență o placă cu 4 straturi cu două straturi suplimentare de semnal adăugate între planuri.Un stivuitor standard de PCB cu 6 straturi include 4 straturi de rutare (două exterioare și două interioare) și 2 planuri interne (unul pentru masă și unul pentru alimentare).
Furnizarea a 2 straturi interne pentru semnale de mare viteză și 2 straturi exterioare pentru semnale de viteză mică amplifică semnificativ EMI (interferența electromagnetică).EMI este energia semnalelor din interiorul dispozitivelor electronice care este perturbată de radiații sau inducție.
Există diverse aranjamente pentru stivuirea unui PCB cu 6 straturi, dar numărul de straturi de putere, semnal și masă utilizate depinde de cerințele aplicației.
Un stivuitor standard de PCB cu 6 straturi include stratul superior - preimpregnat - stratul de masă intern - miez - stratul de rutare intern - preimpregnat - stratul de rutare intern - miez - stratul de putere intern - preimpregnat - stratul inferior.
Deși aceasta este o configurație standard, este posibil să nu fie potrivită pentru toate modelele de PCB și poate fi necesar să se repoziționeze straturile sau să aibă straturi mai specifice.Cu toate acestea, eficiența cablajului și reducerea la minimum a diafoniei trebuie luate în considerare atunci când le plasați.
Avantaje:
● Rezistență - PCB-urile cu șase straturi sunt mai groase decât predecesorii lor mai subțiri și, prin urmare, mai robuste.
● Compactitate - Plăcile cu șase straturi de această grosime au capacități tehnice mai mari și pot consuma mai puțină lățime.
● Capacitate mare - PCB-urile cu șase straturi sau mai multe oferă putere optimă pentru dispozitivele electronice și reduc foarte mult posibilitatea de diafonie și interferențe electromagnetice.
Aplicatii:
● Calculatoare - PCB-urile cu 6 straturi au contribuit la dezvoltarea rapidă a computerelor personale, făcându-le mai compacte, mai ușoare și mai rapide.
● Stocarea datelor - Capacitatea mare a PCB-urilor cu șase straturi a făcut ca dispozitivele de stocare a datelor să fie din ce în ce mai abundente în ultimul deceniu.
● Sisteme de alarmă de incendiu - Folosind 6 sau mai multe plăci de circuite, sistemele de alarmă devin mai precise în momentul detectării pericolului real.
Pe măsură ce numărul de straturi dintr-o placă de circuit imprimat crește dincolo de al patrulea și al șaselea strat, mai multe straturi conductoare de cupru și straturi de material dielectric sunt adăugate la stivuire.
De exemplu, un PCB cu opt straturi conține patru planuri și patru straturi de cupru de semnal - opt în total - conectate prin șapte rânduri de material dielectric.Stivuirea cu opt straturi este etanșată cu straturi de mască de lipit dielectrică în partea de sus și de jos.În esență, stivuirea PCB cu opt straturi este similară cu cea cu șase straturi, dar cu o pereche adăugată de coloană de cupru și preimpregnat.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
2023-6-17
Ora postării: 26-jun-2023
