Elektros inžinieriai dažnai susiduria su dilema nustatant optimalų sluoksnių skaičių aPCB dizainas. Ar geriau naudoti daugiau ar mažiau sluoksnių? Kaip priimti sprendimą dėl PCB sluoksnių skaičiaus?
1. Ką reiškia PCB sluoksnis?
PCB sluoksniai nurodo vario sluoksnius, kurie yra laminuotisubstratas. IšskyrusVieno sluoksnio PCBturintys tik vieną vario sluoksnį, visi PCB su dviem ar daugiau sluoksnių turi lygų skaičių sluoksnių. Komponentai yra lituoti ant atokiausio sluoksnio, o kiti sluoksniai tarnauja kaip laidų jungtys. Tačiau kai kurie aukščiausios klasės PCB taip pat įterps komponentus vidiniuose sluoksniuose.
PCB yra naudojami įvairiems elektroniniams prietaisams ir mašinoms gaminti įvairiose pramonės šakose, pavyzdžiui,Vartojimo elektronika, automobilių,telekomunikacijos, kosmoso, karinė ir medicinos
pramonės šakos. Konkrečios plokštės sluoksnių ir dydžio skaičius nustato galią irpajėgumasiš PCB. Didėjant sluoksnių skaičiui, didėja ir funkcionalumas.
2.Kaip nustatyti PCB sluoksnių skaičių?
Nusprendžiant tinkamą PCB sluoksnių skaičių, svarbu apsvarstyti naudojimo pranašumuskeli sluoksniaipalyginti su pavieniais ar dvigubais sluoksniais. Tuo pat metu taip pat reikia atsižvelgti į vieno sluoksnio dizaino, palyginti su daugiasluoksniais dizainais, naudojimo pranašumais. Šiuos veiksnius galima įvertinti iš šių penkių perspektyvų:
2-1. Kur bus naudojamas PCB?
Nustatant PCB plokštės specifikacijas, labai svarbu atsižvelgti į numatytą mašiną ar įrangą, kurioje bus naudojamas PCB, taip pat specifiniai tokios įrangos plokštės reikalavimai. Tai apima nustatymą, ar PCB plokštė bus naudojama sudėtingesnėje ir
Sudėtingi elektroniniai produktai arba paprastesni produktai, turintys pagrindinius funkcionalumus.
2-2. Koks darbo dažnis reikalingas PCB?
Projektuojant PCB reikia atsižvelgti į darbo dažnį, nes šis parametras nustato PCB funkcionalumą ir talpą. Didesniam greičiui ir eksploatavimo galimybėms labai svarbu daugiasluoksniai PCB.
2-3. Koks yra projekto biudžetas?
Kiti veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti
ir dvigubo sluoksnio PCB, palyginti su daugiasluoksniais PCB. Jei norite, kad PCB būtų kuo didesnė talpa, išlaidos neišvengiamai bus palyginti didelės.
Kai kurie žmonės klausia apie ryšį tarp sluoksnių skaičiaus PCB ir jo kainos. Paprastai kuo daugiau sluoksnių yra PCB, tuo didesnė kaina. Taip yra todėlGamybaDaugiasluoksnis PCB užtrunka ilgiau, todėl kainuoja daugiau. Žemiau esančioje diagramoje parodytos vidutinės daugiasluoksnių PCB išlaidos trims skirtingiems gamintojams šiomis sąlygomis:
PCB užsakymo kiekis: 100;
PCB dydis: 400 mm x 200 mm;
Sluoksnių skaičius: 2, 4, 6, 8, 10.
Diagramoje rodoma vidutinė PCB iš trijų skirtingų bendrovių kaina, neįskaitant siuntimo išlaidų. PCB kainą galima įvertinti naudojant PCB citatų svetaines, kurios leidžia pasirinkti įvairius parametrus, tokius kaip laidininko tipas, dydis, kiekis ir sluoksnių skaičius. Ši diagrama pateikia tik bendrą idėją apie vidutines PCB kainas iš trijų gamintojų, o kainos gali skirtis atsižvelgiant į sluoksnių skaičių. Siuntimo išlaidos neįtrauktos. Efektyvius skaičiuotuvus galima įsigyti internete, kuriuos patys gamintojai teikia, kad padėtų klientams įvertinti spausdintų grandinių kainą, remiantis skirtingais parametrais, tokiais kaip laidininko tipas, dydis, kiekis, sluoksnių skaičius, izoliacijos medžiagos, storis ir kt.
2-4. Koks yra PCB pristatymo laikas?
Pristatymo laikas reiškia laiką, kurio reikia norint gaminti ir pristatyti vienkartinius/dvigubus/daugiasluoksnius PCB. Kai reikia gaminti didelį kiekį PCB,Pristatymo laikasReikia atsižvelgti. Vieno/dvigubo/daugiasluoksnio PCB pristatymo laikas skiriasi ir priklauso nuo PCB srities dydžio. Žinoma, jei norite išleisti daugiau pinigų, pristatymo laikas gali būti sutrumpintas.
2-5. Kokio tankio ir signalo sluoksnio reikia PCB?
PCB sluoksnių skaičius priklauso nuo PIN tankio ir signalo sluoksnių. Pavyzdžiui, 1,0 kaiščio tankiui reikia 2 signalo sluoksnių, o mažėjant kaiščio tankiui, padidės reikalingų sluoksnių skaičius. Jei kaiščio tankis yra 0,2 ar mažesnis, reikia mažiausiai 10 PCB sluoksnių.
3. Įvairių PCB sluoksnių priverstiniai dalykai-vieno sluoksnio/dvigubo sluoksnio/daugiasluoksnio.
3-1. Vieno sluoksnio PCB
Vieno sluoksnio PCB konstrukcija yra paprasta, kurią sudaro vienas elektros laidžios medžiagos paspaudimo ir suvirintų sluoksnių sluoksnis. Pirmasis sluoksnis yra padengtas vario plakiruota plokštele, o po to uždedamas litavimo reguliavimo sluoksnis. Vieno sluoksnio PCB schema paprastai rodo tris spalvotas juosteles, vaizduojančias sluoksnį ir du jo dengiančius sluoksnius-pilką paties dielektrinio sluoksnio, rudos vario plakiruotos plokštelės ir žalios spalvos, skirtos litavimosi atsparumo sluoksniui.
Privalumai:
● Mažos gamybos sąnaudos, ypač gaminant vartojimo elektroniką, kuri turi didesnį ekonomiškumą.
● Komponentų, gręžimo, litavimo ir montavimo surinkimas yra gana paprastas, oGamybos procesasmažiau tikėtina, kad susidurs su problemomis.
● Ekonominė ir tinkama masinei gamybai.
● Idealus pasirinkimas mažo tankio dizainui.
Programos:
● Pagrindiniai skaičiuotuvai naudoja vieno sluoksnio PCB.
● Radijo imtuvai, tokie kaip mažos kainos radijo žadintuvai bendrose prekių parduotuvėse, paprastai naudoja vieno sluoksnio PCB.
● Kavos aparatai dažnai naudoja vieno sluoksnio PCB.
● Kai kurie buitiniai prietaisai naudoja vieno sluoksnio PCB.
3-2. Dvigubo sluoksnio PCB
Dvigubo sluoksnio PCB turi du varinių sluoksnių sluoksnius su izoliaciniu sluoksniu.Komponentaiyra dedami į abi lentos puses, todėl ji dar vadinama dvipusiu PCB. Jie gaminami jungiant du vario sluoksnius kartu su dielektrine medžiaga tarp jų, ir kiekviena vario pusė gali perduoti skirtingus elektrinius signalus. Jie yra tinkami programoms, kurioms reikalingas didelis ir kompaktiškos pakuotės.
Elektros signalai nukreipiami tarp dviejų vario sluoksnių, o dielektrinė medžiaga tarp jų padeda išvengti šių signalų kišimosi vienas į kitą. Dvigubo sluoksnio PCB yra labiausiai paplitusi ir ekonomiškiausia gamybos plokštė.
Dvigubo sluoksnio PCB yra panašūs į vieno sluoksnio PCB, tačiau turi apverstą veidrodinę apatinę pusę. Naudojant dvigubo sluoksnio PCB, dielektrinis sluoksnis yra storesnis nei vieno sluoksnio PCB. Be to, dielektrinės medžiagos viršutinėje ir apatinėje pusėse yra vario danga. Be to, laminuotos plokštės viršutinė ir apačia yra padengti litavimo atsparumo sluoksniu.
Dvigubo sluoksnio PCB diagrama paprastai atrodo kaip trijų sluoksnių sumuštinis, kurio viduryje yra storas pilkas sluoksnis, vaizduojantis dielektrines, rudus juosteles viršutiniame ir apatiniame sluoksnyje, vaizduojančiame vario, ir plonos žalios juostelės viršutinėje ir apačioje, vaizduojančioje litavimo atsparumo sluoksnį.
Privalumai:
● Lanksus dizainas leidžia jį tinkamai įvairiems įrenginiams.
● Nemokama konstrukcija, todėl ji yra patogi masinei gamybai.
● Paprastas dizainas.
● Mažas dydis, tinkamas įvairiai įrangai.
Programos:
Dvigubo sluoksnio PCB yra tinkami įvairiems paprastiems ir sudėtingiems elektroniniams prietaisams. Masiškai pagamintos įrangos, pasižyminčios dvigubo sluoksnio PCB, pavyzdžiai:
● ŠVOK įrenginiai, gyvenamųjų namų šildymo ir aušinimo sistemos iš įvairių prekės ženklų apima dvigubo sluoksnio spausdintas plokštes.
● Stiprintuvai, dvigubo sluoksnio PCB yra aprūpinti stiprintuvais, kuriuos naudoja daugelis muzikantų.
● Spausdintuvai, įvairūs kompiuterio periferiniai įrenginiai priklauso nuo dvigubo sluoksnio PCB.
3-3. Keturių sluoksnių PCB
4 sluoksnių PCB yra spausdinta plokštė su keturiais laidžiais sluoksniais: viršuje, du vidiniai sluoksniai ir dugnas. Abu vidiniai sluoksniai yra šerdis, paprastai naudojami kaip galios ar žemės plokštuma, o išoriniai viršutiniai ir apatiniai sluoksniai naudojami komponentams dėti ir maršruto parinkimo signalams.
Išoriniai sluoksniai paprastai yra padengti litavimo atsparumo sluoksniu su paveiktomis trinkelėmis, kad būtų galima sujungti paviršiaus pritvirtintus įtaisus ir per skylę komponentus. Skylės paprastai naudojamos norint užtikrinti jungtis tarp keturių sluoksnių, kurie yra kartu laminuoti, kad būtų suformuota lenta.
Čia yra šių sluoksnių suskirstymas:
- 1 sluoksnis: apatinis sluoksnis, paprastai pagamintas iš vario. Tai yra visos grandinės lentos pagrindas, teikiantis palaikymą kitiems sluoksniams.
- 2 sluoksnis: galios sluoksnis. Jis pavadintas tokiu būdu, nes jis suteikia švarią ir stabilią galią visiems komponentams ant plokštės plokštės.
- 3 sluoksnis: įžeminimo plokštumos sluoksnis, tarnaujantis kaip visų plokštės komponentų žemės šaltinis.
- 4 sluoksnis: viršutinis sluoksnis, naudojamas nukreipti signalus ir pateikti komponentų jungčių taškus.
4 sluoksnių PCB konstrukcijoje 4 vario pėdsakai yra atskirti 3 vidinio dielektrinio sluoksniais ir uždaromi viršuje ir apačioje su litavimo atsparumo sluoksniais. Paprastai 4 sluoksnių PCB projektavimo taisyklės yra parodytos naudojant 9 pėdsakus ir 3 spalvas - rudos vario, pilkos spalvos šerdims ir prepreg, o žalia - litavimo atsparumui.
Privalumai:
● patvarumas-keturių sluoksnių PCB yra tvirtesnės nei vieno sluoksnio ir dvigubo sluoksnio lentos.
● Kompaktiškas dydis - mažas keturių sluoksnių PCB dizainas gali tilpti į platų prietaisų asortimentą.
● Lankstumas - keturių sluoksnių PCB gali veikti įvairiuose elektroninių prietaisų, įskaitant paprastus ir sudėtingus, tipus.
● Sauga - tinkamai suderindami galios ir žemės sluoksnius, keturių sluoksnių PCB gali apsaugoti nuo elektromagnetinių trukdžių.
● Lengvūs - įrenginiai, turintys keturių sluoksnių PCB, reikalauja mažiau vidinių laidų, todėl jie paprastai būna lengvesni.
Programos:
● Palydovinės sistemos - daugiasluoksniai PCB yra aprūpinti orbitoje esančiais palydovais.
● Darbiniai įrenginiai - išmanieji telefonai ir planšetiniai kompiuteriai paprastai yra keturių sluoksnių PCB.
● Kosmoso žvalgymo įranga - daugiasluoksnės spausdintos grandinės plokštės suteikia energijos erdvės tyrinėjimo įrangai.
3-4. 6 sluoksniai PCB
6 sluoksnių PCB iš esmės yra 4 sluoksnių plokštė su dviem papildomais signalo sluoksniais tarp plokštumų. Į standartinį 6 sluoksnių PCB krūvą sudaro 4 maršrutizacijos sluoksniai (du išoriniai ir du vidiniai) ir 2 vidinės plokštumos (viena-žemei, o kitas-galiai).
Pateikdami 2 vidinius greitųjų signalų vidinius sluoksnius, ir 2 išorinius sluoksnius, skirtus mažo greičio signalams, žymiai sustiprina EMI (elektromagnetiniai trukdžiai). EMI yra signalų energija elektroniniuose prietaisuose, kuriuos sutrikdo radiacija ar indukcija.
6 sluoksnių PCB yra įvairių susitarimų, tačiau naudojamų galios, signalo ir žemės sluoksnių skaičius priklauso nuo taikymo reikalavimų.
Standartinis 6 sluoksniųPCB STACKUPApima viršutinį sluoksnį - Prepreg - Vidinis žemės sluoksnis - Core - Vidinis maršruto sluoksnis - Prepreg - Vidinis maršruto sluoksnis - Core - Vidinis galios sluoksnis - Prepreg - Apatinis sluoksnis.
Nors tai yra standartinė konfigūracija, ji gali būti netinkama visiems PCB dizainams, todėl gali reikėti pakeisti sluoksnius arba turėti konkretesnius sluoksnius. Tačiau įdėjant reikia atsižvelgti į laidų efektyvumą ir sumažinti skerspjūvį.
Privalumai:
● Stiprumas - šešių sluoksnių PCB yra storesni nei jų plonesni pirmtakai, todėl tvirtesni.
● Kompaktiškumas - lentos su šešiais šio storio sluoksniais turi didesnes technines galimybes ir gali sunaudoti mažesnį plotį.
● Didelė talpa - šešių sluoksnių ar daugiau PCB suteikia optimalią galią elektroniniams prietaisams ir labai sumažina „Crosstalk“ ir elektromagnetinių trukdžių galimybę.
Programos:
● Kompiuteriai - 6 sluoksnių PCB padėjo sparčiai tobulinti asmeninius kompiuterius, todėl jie tapo kompaktiškesni, lengvesni ir greitesni.
● Duomenų saugojimas - Dėl didelės šešių sluoksnių PCB talpos per pastarąjį dešimtmetį duomenų saugojimo įrenginiai tapo vis gausesni.
● Gaisro signalizacijos sistemos - Naudojant 6 ar daugiau grandinių plokščių, aliarmo sistemos tampa tikslesnės nustatant realų pavojų.
Kai atspausdintos plokštės sluoksnių skaičius didėja už ketvirtojo ir šeštojo sluoksnių, prie krūvos pridedami laidūs variniai ir dielektrinės medžiagos sluoksniai.
Pavyzdžiui, aštuonių sluoksnių PCB yra keturios plokštumos ir keturi signaliniai vario sluoksniai - iš viso - sujungti septyniomis dielektrinės medžiagos eilėmis. Aštuonių sluoksnių krūva užklijuota dielektrine litavimo kaukės sluoksniais viršuje ir apačioje. Iš esmės aštuonių sluoksnių PCB krūva yra panaši į šešių sluoksnių, tačiau su papildoma vario ir priešpriešos kolonėle.
„Shenzhen Anke PCB Co., Ltd“
2023-6-17
Pašto laikas: 2012 m. Birželio 26 d
