Elektros inžinieriai dažnai susiduria su dilema, kaip nustatyti optimalų PCB dizaino sluoksnių skaičių.Ar geriau naudoti daugiau sluoksnių ar mažiau sluoksnių?Kaip priimate sprendimą dėl PCB sluoksnių skaičiaus?
1.Ką reiškia PCB sluoksnis?
PCB sluoksniai reiškia vario sluoksnius, kurie yra laminuoti su pagrindu.Išskyrus vieno sluoksnio PCB, turinčius tik vieną vario sluoksnį, visi PCB su dviem ar daugiau sluoksnių turi lyginį sluoksnių skaičių.Komponentai yra lituojami ant išorinio sluoksnio, o kiti sluoksniai naudojami kaip laidų jungtys.Tačiau kai kurie aukščiausios klasės PCB komponentai taip pat bus įterpti į vidinius sluoksnius.
PCB naudojami įvairiems elektroniniams prietaisams ir mašinoms gaminti įvairiose pramonės šakose, pavyzdžiui, buitinės elektronikos, automobilių, telekomunikacijų, aviacijos, karinės ir medicinos srityse.
pramonės šakoms.Konkrečios plokštės sluoksnių skaičius ir dydis lemia PCB galią ir talpą.Didėjant sluoksnių skaičiui, didėja ir funkcionalumas.
2.Kaip nustatyti PCB sluoksnių skaičių?
Sprendžiant dėl tinkamo PCB sluoksnių skaičiaus, svarbu atsižvelgti į kelių sluoksnių naudojimo pranašumus, palyginti su vienu ar dviem sluoksniais.Tuo pačiu metu taip pat būtina atsižvelgti į vieno sluoksnio dizaino pranašumus, palyginti su daugiasluoksnio dizaino 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 PCB bus naudojama, taip pat į konkrečius tokios įrangos plokštės reikalavimus.Tai apima nustatymą, ar PCB plokštė bus naudojama sudėtingose ir
sudėtinguose elektroniniuose gaminiuose arba paprastesniuose gaminiuose su pagrindinėmis funkcijomis.
2-2.Kokio darbo dažnio reikia PCB?
Projektuojant PCB reikia atsižvelgti į darbo dažnio klausimą, nes šis parametras lemia PCB funkcionalumą ir talpą.Siekiant didesnio greičio ir veikimo galimybių, daugiasluoksnės PCB yra būtinos.
2-3. Koks yra projekto biudžetas?
Kiti veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti, yra viengubo gaminio gamybos sąnaudos
ir dvisluoksnės PCB, palyginti su daugiasluoksnėmis PCB.Jei norite kuo didesnės talpos PCB, kaina neišvengiamai bus gana didelė.
Kai kurie žmonės klausia apie ryšį tarp PCB sluoksnių skaičiaus ir jo kainos.Paprastai kuo daugiau PCB sluoksnių, tuo didesnė jo kaina.Taip yra todėl, kad daugiasluoksnės PCB projektavimas ir gamyba užtrunka ilgiau, todėl kainuoja daugiau.Toliau pateiktoje diagramoje parodyta vidutinė trijų skirtingų gamintojų daugiasluoksnių PCB kaina šiomis sąlygomis:
PCB užsakymo kiekis: 100;
PCB dydis: 400mm x 200mm;
Sluoksnių skaičius: 2, 4, 6, 8, 10.
Diagramoje rodoma vidutinė trijų skirtingų įmonių PCB kaina, neįskaitant siuntimo išlaidų.PCB kainą galima įvertinti naudojant PCB citatų svetaines, kuriose galite pasirinkti skirtingus parametrus, tokius kaip laidininko tipas, dydis, kiekis ir sluoksnių skaičius.Šioje diagramoje pateikiamas tik bendras trijų gamintojų vidutinių PCB kainų vaizdas, o kainos gali skirtis priklausomai nuo sluoksnių skaičiaus.Siuntimo išlaidos neįskaičiuotos.Internete galima rasti efektyvių skaičiuotuvų, kuriuos pateikia patys gamintojai, kad klientai galėtų įvertinti savo spausdintinių grandynų kainą pagal skirtingus parametrus, tokius kaip laidininko tipas, dydis, kiekis, sluoksnių skaičius, izoliacinės medžiagos, storis ir kt.
2-4.Koks yra reikalingas PCB pristatymo laikas?
Pristatymo laikas reiškia laiką, kurio reikia pagaminti ir pristatyti vieno / dvigubo / kelių sluoksnių PCB.Kai reikia pagaminti didelį PCB kiekį, reikia atsižvelgti į pristatymo laiką.Vieno/dvigubo/daugiasluoksnių PCB pristatymo laikas skiriasi ir priklauso nuo PCB ploto dydžio.Žinoma, jei norite išleisti daugiau pinigų, pristatymo laikas gali sutrumpėti.
2-5.Kokio tankio ir signalo sluoksnio reikia PCB?
Sluoksnių skaičius PCB priklauso nuo kontaktų tankio ir signalo sluoksnių.Pavyzdžiui, 1,0 kaiščio tankiui reikia 2 signalo sluoksnių, o mažėjant kontaktų tankiui, reikiamų sluoksnių skaičius padidės.Jei kaiščio tankis yra 0,2 ar mažesnis, reikia bent 10 sluoksnių PCB.
3. Įvairių PCB sluoksnių privalumai – vieno sluoksnio/dvisluoksnis/daugiasluoksnis.
3-1.Vieno sluoksnio PCB
Vieno sluoksnio PCB konstrukcija yra paprasta, susidedanti iš vieno sluoksnio presuotų ir suvirintų elektrai laidžios medžiagos sluoksnių.Pirmasis sluoksnis padengiamas variu dengta plokšte, o po to uždedamas litavimui atsparus sluoksnis.Vieno sluoksnio PCB diagramoje paprastai pavaizduotos trys spalvos juostelės, vaizduojančios sluoksnį ir du jo dengiamuosius sluoksnius – pilka pačiam dielektriniam sluoksniui, ruda – variu dengtai plokštei ir žalia – atspariam litavimui sluoksniui.
Privalumai:
● Mažos gamybos sąnaudos, ypač plataus vartojimo elektronikos, kuri pasižymi didesniu sąnaudų efektyvumu, gamybai.
● Komponentų surinkimas, gręžimas, litavimas ir montavimas yra gana paprasti, todėl gamybos procese mažiau kyla problemų.
● Ekonomiškas ir tinkamas masinei gamybai.
●Idealus pasirinkimas mažo tankio dizainui.
Programos:
● Pagrindiniai skaičiuotuvai naudoja vieno sluoksnio PCB.
● Radijas, pvz., pigūs radijo žadintuvai bendrosiose prekių parduotuvėse, paprastai naudoja vieno sluoksnio PCB.
● Kavos aparatuose dažnai naudojamos vieno sluoksnio PCB.
● Kai kurie buitiniai prietaisai naudoja vieno sluoksnio PCB.
3-2.Dvisluoksnė PCB
Dvisluoksnė PCB turi du vario sluoksnius, tarp kurių yra izoliacinis sluoksnis.Komponentai dedami abiejose plokštės pusėse, todėl ji dar vadinama dvipuse PCB.Jie gaminami sujungiant du vario sluoksnius kartu su dielektrine medžiaga, o kiekviena vario pusė gali perduoti skirtingus elektrinius signalus.Jie tinka naudoti, kai reikia didelės spartos ir kompaktiškos pakuotės.
Elektriniai signalai nukreipiami tarp dviejų vario sluoksnių, o tarp jų esanti dielektrinė medžiaga padeda išvengti šių signalų trukdžių vienas kitam.Dviejų sluoksnių PCB yra labiausiai paplitusi ir ekonomiškiausia gaminti plokštė.
Dvisluoksnės PCB yra panašios į vieno sluoksnio PCB, tačiau turi apverstą veidrodinę apatinę pusę.Naudojant dvisluoksnes PCB, dielektrinis sluoksnis yra storesnis nei vieno sluoksnio PCB.Be to, viršutinė ir apatinė dielektrinės medžiagos pusės yra padengtos variu.Be to, laminuotos plokštės viršus ir apačia yra padengti litavimui atspariu sluoksniu.
Dviejų sluoksnių PCB diagrama paprastai atrodo kaip trijų sluoksnių sumuštinis, kurio viduryje yra storas pilkas sluoksnis, vaizduojantis dielektriką, rudos juostelės viršutiniame ir apatiniame sluoksniuose - varis, o plonos žalios juostelės viršuje ir apačioje. atstovaujantis litavimo atsparumo sluoksniui.
Privalumai:
● Dėl lankstaus dizaino jis tinka įvairiems įrenginiams.
● Nebrangi struktūra, todėl patogi masinei gamybai.
● Paprastas dizainas.
● Mažas dydis tinka įvairiai įrangai.
Programos:
Dvisluoksnės PCB tinka įvairiems paprastiems ir sudėtingiems elektroniniams įrenginiams.Masinės gamybos įrangos, kurioje yra dvisluoksnės PCB, pavyzdžiai:
● Įvairių gamintojų ŠVOK įrenginiuose, gyvenamųjų patalpų šildymo ir vėsinimo sistemose yra dvisluoksnės spausdintinės plokštės.
● Stiprintuvuose, dvisluoksnėse PCB yra sumontuoti stiprintuvai, kuriuos naudoja daugelis muzikantų.
● Spausdintuvai, įvairūs kompiuterių išoriniai įrenginiai priklauso nuo dviejų sluoksnių PCB.
3-3.Keturių sluoksnių PCB
4 sluoksnių PCB yra spausdintinė plokštė su keturiais laidžiais sluoksniais: viršuje, dviem vidiniais sluoksniais ir apačioje.Abu vidiniai sluoksniai yra šerdis, paprastai naudojama kaip maitinimo arba įžeminimo plokštuma, o išorinis viršutinis ir apatinis sluoksniai naudojami komponentams ir maršruto signalams įdėti.
Išoriniai sluoksniai paprastai yra padengti atspariu litavimui sluoksniu su atviromis trinkelėmis, kad būtų galima prijungti paviršiuje montuojamus įrenginius ir kiauryminius komponentus.Kiaurymės paprastai naudojamos jungtims tarp keturių sluoksnių, kurie yra laminuojami kartu ir sudaro lentą.
Štai šių sluoksnių suskirstymas:
- 1 sluoksnis: apatinis sluoksnis, dažniausiai pagamintas iš vario.Jis naudojamas kaip visos grandinės plokštės pagrindas ir palaiko kitus sluoksnius.
- 2 sluoksnis: galios sluoksnis.Jis taip pavadintas, nes užtikrina švarų ir stabilų maitinimą visiems plokštės komponentams.
- 3 sluoksnis: įžeminimo plokštumos sluoksnis, naudojamas kaip visų plokštės komponentų įžeminimo šaltinis.
- 4 sluoksnis: viršutinis sluoksnis, naudojamas signalams nukreipti ir komponentų prijungimo taškams užtikrinti.
4 sluoksnių PCB konstrukcijoje 4 vario pėdsakai yra atskirti 3 vidinio dielektriko sluoksniais, o viršuje ir apačioje yra užsandarinti litavimui atspariais sluoksniais.Paprastai 4 sluoksnių PCB projektavimo taisyklės pateikiamos naudojant 9 pėdsakus ir 3 spalvas – ruda variui, pilka šerdies ir prepreg, o žalia – atspari litavimui.
Privalumai:
● Patvarumas – keturių sluoksnių PCB yra tvirtesni nei vieno ir dviejų sluoksnių plokštės.
● Kompaktiškas dydis – mažo dizaino keturių sluoksnių PCB gali tilpti įvairūs įrenginiai.
●Lankstumas – keturių sluoksnių PCB gali veikti kelių tipų elektroniniuose įrenginiuose, įskaitant paprastus ir sudėtingus.
● Sauga – tinkamai sulygiavus maitinimo ir įžeminimo sluoksnius, keturių sluoksnių PCB gali apsaugoti nuo elektromagnetinių trukdžių.
● Lengvas – įrenginiams su keturių sluoksnių PCB reikia mažiau vidinių laidų, todėl jie paprastai yra lengvesni.
Programos:
● Palydovinės sistemos – orbitiniuose palydovuose yra daugiasluoksnės PCB.
● Rankiniai įrenginiai – išmanieji telefonai ir planšetiniai kompiuteriai paprastai aprūpinti keturių sluoksnių PCB.
● Kosmoso tyrinėjimo įranga – daugiasluoksnės spausdintinės plokštės tiekia energiją kosmoso tyrinėjimo įrangai.
3-4.6 sluoksnių PCB
6 sluoksnių PCB iš esmės yra 4 sluoksnių plokštė su dviem papildomais signalo sluoksniais tarp plokštumų.Standartinį 6 sluoksnių PCB rinkinį sudaro 4 nukreipimo sluoksniai (du išoriniai ir du vidiniai) ir 2 vidinės plokštumos (viena skirta įžeminimui ir viena maitinimui).
2 vidiniai sluoksniai didelės spartos signalams ir 2 išoriniai mažos spartos signalams žymiai sustiprina EMI (elektromagnetinius trukdžius).EMI – tai signalų energija elektroniniuose įrenginiuose, sutrikdyta dėl spinduliuotės arba indukcijos.
Yra įvairių 6 sluoksnių PCB sujungimo būdų, tačiau naudojamų galios, signalo ir žemės sluoksnių skaičius priklauso nuo taikymo reikalavimų.
Standartinis 6 sluoksnių PCB rinkinys apima viršutinį sluoksnį – prepreg – vidinį pagrindinį sluoksnį – šerdį – vidinį maršruto sluoksnį – prepreg – vidinį maršruto sluoksnį – šerdį – vidinį maitinimo sluoksnį – prepreg – apatinį sluoksnį.
Nors tai yra standartinė konfigūracija, ji gali netikti visoms PCB konstrukcijoms, todėl gali prireikti pakeisti sluoksnius arba turėti konkretesnius sluoksnius.Tačiau juos įrengiant reikia atsižvelgti į laidų efektyvumą ir sumažinimą.
Privalumai:
● Stiprumas – šešių sluoksnių PCB yra storesni nei jų plonesni pirmtakai, todėl yra tvirtesni.
● Kompaktiškumas – šešių tokio storio sluoksnių lentos turi didesnes technines galimybes ir gali sunaudoti mažiau pločio.
● Didelė talpa – šešių ar daugiau sluoksnių PCB užtikrina optimalią galią elektroniniams įrenginiams ir labai sumažina skersinio perkalbėjimo ir elektromagnetinių trukdžių galimybę.
Programos:
● Kompiuteriai – 6 sluoksnių PCB padėjo sparčiai vystytis asmeniniams kompiuteriams, todėl jie tapo kompaktiškesni, lengvesni ir greitesni.
● Duomenų saugykla – dėl didelės šešių sluoksnių PCB talpos duomenų saugojimo įrenginių per pastarąjį dešimtmetį tapo vis daugiau.
● Priešgaisrinės signalizacijos sistemos – naudojant 6 ir daugiau plokščių, signalizacijos sistemos tampa tikslesnės realaus pavojaus aptikimo momentu.
Kadangi spausdintinės plokštės sluoksnių skaičius didėja už ketvirto ir šeštojo sluoksnių, į krūvą pridedami daugiau laidžių vario sluoksnių ir dielektrinių medžiagų sluoksnių.
Pavyzdžiui, aštuonių sluoksnių PCB sudaro keturios plokštumos ir keturi signaliniai vario sluoksniai – iš viso aštuoni – sujungti septyniomis dielektrinės medžiagos eilėmis.Aštuonių sluoksnių rinkinys yra užsandarintas dielektriniais litavimo kaukės sluoksniais viršuje ir apačioje.Iš esmės aštuonių sluoksnių PCB rinkinys yra panašus į šešių sluoksnių, bet su papildoma vario ir prepreg kolonėlės pora.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
2023-06-17
Paskelbimo laikas: 2023-06-26
