Els enginyers elèctrics sovint s'enfronten al dilema de determinar el nombre òptim de capes per a un disseny de PCB.És millor utilitzar més capes o menys capes?Com es pren la decisió sobre el nombre de capes per a un PCB?
1. Què significa la capa de PCB?
Les capes d'un PCB es refereixen a les capes de coure que es laminen amb el substrat.Excepte els PCB d'una sola capa que només tenen una capa de coure, tots els PCB amb dues o més capes tenen un nombre parell de capes.Els components es solden a la capa més externa, mentre que les altres capes serveixen com a connexions de cablejat.Tanmateix, alguns PCB de gamma alta també incorporaran components dins de les capes interiors.
Els PCB s'utilitzen per fabricar diversos dispositius i maquinària electrònica en diferents indústries, com ara l'electrònica de consum, l'automoció, les telecomunicacions, l'aeroespacial, l'exèrcit i la medicina.
indústries.El nombre de capes i la mida d'una placa específica determina la potència i la capacitat de la PCB.A mesura que augmenta el nombre de capes, també augmenta la funcionalitat.
2.Com determinar el nombre de capes de PCB?
A l'hora de decidir el nombre adequat de capes per a un PCB, és important tenir en compte els avantatges d'utilitzar diverses capes en comparació amb capes simples o dobles.Al mateix temps, també cal tenir en compte els avantatges d'utilitzar un disseny d'una sola capa enfront dels dissenys multicapa.Aquests factors es poden avaluar des de les cinc perspectives següents:
2-1.On s'utilitzarà el PCB?
A l'hora de determinar les especificacions d'una placa de PCB, és crucial tenir en compte la màquina o l'equip previst en què s'utilitzarà la PCB, així com els requisits específics de la placa de circuit per a aquests equips.Això inclou identificar si la placa PCB s'utilitzarà de manera sofisticada i
productes electrònics complexos, o en productes més senzills amb funcionalitat bàsica.
2-2.Quina freqüència de treball es necessita per al PCB?
El problema de la freqüència de treball s'ha de tenir en compte a l'hora de dissenyar un PCB, ja que aquest paràmetre determina la funcionalitat i la capacitat del PCB.Per a una major velocitat i capacitats operatives, els PCB multicapa són essencials.
2-3. Quin és el pressupost del projecte?
Altres factors a tenir en compte són els costos de fabricació dels únics
i PCB de doble capa versus PCB multicapa.Si voleu un PCB amb una capacitat tan alta com sigui possible, el cost serà inevitablement relativament alt.
Algunes persones pregunten sobre la relació entre el nombre de capes d'un PCB i el seu preu.En general, com més capes tingui un PCB, més alt és el seu preu.Això es deu al fet que dissenyar i fabricar un PCB multicapa triga més temps i, per tant, costa més.El gràfic següent mostra el cost mitjà dels PCB multicapa per a tres fabricants diferents en les condicions següents:
Quantitat de comanda de PCB: 100;
Mida del PCB: 400 mm x 200 mm;
Nombre de capes: 2, 4, 6, 8, 10.
El gràfic mostra el preu mitjà dels PCB de tres empreses diferents, sense incloure els costos d'enviament.El cost d'un PCB es pot avaluar mitjançant els llocs web de cotització de PCB, que us permeten seleccionar diferents paràmetres, com ara el tipus de conductor, la mida, la quantitat i el nombre de capes.Aquest gràfic només proporciona una idea general dels preus mitjans de PCB de tres fabricants, i els preus poden variar segons el nombre de capes.Les despeses d'enviament no estan incloses.Hi ha calculadores efectives disponibles en línia, proporcionades pels mateixos fabricants per ajudar els clients a avaluar el cost dels seus circuits impresos en funció de diferents paràmetres com el tipus de conductor, la mida, la quantitat, el nombre de capes, els materials d'aïllament, el gruix, etc.
2-4.Quin és el termini de lliurament necessari per al PCB?
El temps de lliurament es refereix al temps que triga a fabricar i lliurar PCB d'una/doble/multicapa.Quan necessiteu produir una gran quantitat de PCB, cal tenir en compte el temps de lliurament.El termini de lliurament per a PCB simple/doble/multicapa varia i depèn de la mida de l'àrea del PCB.Per descomptat, si estàs disposat a gastar més diners, el termini de lliurament es pot escurçar.
2-5.Quina densitat i capa de senyal requereix el PCB?
El nombre de capes en un PCB depèn de la densitat de pins i de les capes de senyal.Per exemple, una densitat de pins d'1,0 requereix 2 capes de senyal i, a mesura que disminueix la densitat de pins, augmentarà el nombre de capes necessàries.Si la densitat del pin és de 0,2 o menys, calen almenys 10 capes de PCB.
3.Avantatges de diferents capes de PCB: una sola capa/doble capa/multicapa.
3-1.PCB d'una sola capa
La construcció d'un PCB d'una sola capa és senzilla, que consisteix en una sola capa de capes premsades i soldades de material elèctricament conductor.La primera capa es cobreix amb una placa revestida de coure i després s'aplica una capa de resistència a la soldadura.El diagrama d'un PCB d'una sola capa sol mostrar tres tires de colors per representar la capa i les seves dues capes de cobertura: gris per a la capa dielèctrica en si, marró per a la placa revestida de coure i verd per a la capa de resistència a la soldadura.
Avantatges:
● Baix cost de fabricació, especialment per a la producció d'electrònica de consum, que té una major rendibilitat de costos.
● El muntatge de components, la perforació, la soldadura i la instal·lació són relativament senzills i el procés de producció és menys probable que trobi problemes.
● Econòmic i adequat per a la producció en sèrie.
●Elecció ideal per a dissenys de baixa densitat.
Aplicacions:
● Les calculadores bàsiques utilitzen PCB d'una sola capa.
● Les ràdios, com ara els despertadors de ràdio de baix preu a les botigues de mercaderies generals, solen utilitzar PCB d'una sola capa.
● Les màquines de cafè utilitzen sovint PCB d'una sola capa.
● Alguns electrodomèstics utilitzen PCB d'una sola capa.
3-2.PCB de doble capa
El PCB de doble capa té dues capes de revestiment de coure amb una capa aïllant entremig.Els components es col·loquen als dos costats del tauler, per això també s'anomena PCB de doble cara.Es fabriquen connectant dues capes de coure juntament amb un material dielèctric entremig, i cada costat del coure pot transmetre diferents senyals elèctrics.Són adequats per a aplicacions que requereixen envasos compactes i d'alta velocitat.
Els senyals elèctrics s'encaminen entre les dues capes de coure i el material dielèctric entre elles ajuda a evitar que aquests senyals interfereixin entre si.La PCB de doble capa és la placa de circuits més comuna i econòmica de fabricar.
Els PCB de doble capa són similars als PCB d'una sola capa, però tenen una meitat inferior mirall invertit.Quan s'utilitzen PCB de doble capa, la capa dielèctrica és més gruixuda que la dels PCB d'una sola capa.A més, hi ha un revestiment de coure tant a la part superior com a la inferior del material dielèctric.A més, la part superior i inferior del tauler laminat estan cobertes amb una capa de resistència a la soldadura.
El diagrama d'un PCB de doble capa sol semblar un sandvitx de tres capes, amb una capa gris gruixuda al mig que representa el dielèctric, ratlles marrons a les capes superior i inferior que representen el coure, i fines ratlles verdes a la part superior i inferior. que representa la capa de resistència de soldadura.
Avantatges:
● El disseny flexible el fa adequat per a una varietat de dispositius.
● Estructura de baix cost que fa que sigui convenient per a la producció en massa.
● Disseny senzill.
● Mida petita apta per a diversos equips.
Aplicacions:
Els PCB de doble capa són adequats per a una àmplia gamma de dispositius electrònics simples i complexos.Alguns exemples d'equips produïts en massa que inclouen PCB de doble capa inclouen:
● Les unitats de climatització, els sistemes residencials de calefacció i refrigeració de diverses marques inclouen plaques de circuits impresos de doble capa.
● Els amplificadors, els PCB de doble capa estan equipats amb unitats d'amplificació utilitzades per molts músics.
● Les impressores, diversos perifèrics d'ordinador es basen en PCB de doble capa.
3-3.PCB de quatre capes
Una PCB de 4 capes és una placa de circuit imprès amb quatre capes conductores: superior, dues capes interiors i inferior.Les dues capes interiors són el nucli, normalment utilitzat com a pla d'alimentació o terra, mentre que les capes superior i inferior exteriors s'utilitzen per col·locar components i encaminar senyals.
Les capes exteriors solen estar cobertes amb una capa de resistència a la soldadura amb coixinets exposats per proporcionar punts de col·locació per connectar dispositius muntats a la superfície i components de forat.Els forats de pas s'utilitzen normalment per proporcionar connexions entre les quatre capes, que es laminen juntes per formar un tauler.
Aquí teniu el desglossament d'aquestes capes:
- Capa 1: Capa inferior, generalment de coure.Serveix com a base de tota la placa de circuit, proporcionant suport a les altres capes.
- Capa 2: Capa de potència.S'anomena així perquè proporciona una potència neta i estable a tots els components de la placa de circuit.
- Capa 3: capa del pla de terra, que serveix com a font de terra per a tots els components de la placa de circuit.
- Capa 4: capa superior utilitzada per encaminar senyals i proporcionar punts de connexió per als components.
En un disseny de PCB de 4 capes, 4 rastres de coure estan separats per 3 capes de dielèctric intern i estan segellats a la part superior i inferior amb capes de resistència a la soldadura.Normalment, les regles de disseny per a PCB de 4 capes es mostren amb 9 traces i 3 colors: marró per al coure, gris per al nucli i el preimpregnat i verd per a la resistència a la soldadura.
Avantatges:
● Durabilitat: les PCB de quatre capes són més robustes que les plaques d'una sola capa i de doble capa.
● Mida compacta: el disseny petit dels PCB de quatre capes pot adaptar-se a una àmplia gamma de dispositius.
●Flexibilitat: els PCB de quatre capes poden funcionar en diversos tipus de dispositius electrònics, inclosos els simples i els complexos.
● Seguretat: alineant correctament les capes d'alimentació i terra, els PCB de quatre capes poden protegir contra les interferències electromagnètiques.
● Pes lleuger: els dispositius equipats amb PCB de quatre capes requereixen menys cablejat intern, de manera que solen ser més lleugers.
Aplicacions:
● Sistemes de satèl·lit: els PCB multicapa estan equipats en satèl·lits en òrbita.
● Dispositius portàtils: els telèfons intel·ligents i les tauletes solen estar equipats amb PCB de quatre capes.
● Equip d'exploració espacial - Les plaques de circuits impresos multicapa proporcionen energia als equips d'exploració espacial.
3-4.PCB de 6 capes
Una PCB de 6 capes és essencialment una placa de 4 capes amb dues capes de senyal addicionals afegides entre els plans.Una pila estàndard de PCB de 6 capes inclou 4 capes d'encaminament (dues exteriors i dues interiors) i 2 plans interns (un per a terra i un per a l'alimentació).
Proporcionar 2 capes internes per a senyals d'alta velocitat i 2 capes exteriors per a senyals de baixa velocitat amplifica significativament l'EMI (interferència electromagnètica).L'EMI és l'energia dels senyals dins dels dispositius electrònics que s'interromp per radiació o inducció.
Hi ha diverses disposicions per a l'apilament d'una PCB de 6 capes, però el nombre de capes de potència, senyal i terra utilitzades depèn dels requisits de l'aplicació.
Una pila de PCB estàndard de 6 capes inclou la capa superior - preimpregnat - capa de terra interna - nucli - capa d'encaminament intern - preimpregnat - capa d'encaminament intern - nucli - capa de potència interna - preimpregnat - capa inferior.
Tot i que aquesta és una configuració estàndard, pot ser que no sigui adequada per a tots els dissenys de PCB i pot ser necessari reposicionar les capes o tenir capes més específiques.Tanmateix, s'ha de tenir en compte l'eficiència del cablejat i la minimització de la diafonia a l'hora de col·locar-los.
Avantatges:
● Força: els PCB de sis capes són més gruixuts que els seus predecessors més prims i, per tant, més robusts.
● Compacitat - Les plaques amb sis capes d'aquest gruix tenen majors capacitats tècniques i poden consumir menys amplada.
● Alta capacitat: les PCB de sis capes o més proporcionen una potència òptima per als dispositius electrònics i redueixen considerablement la possibilitat de diafonia i interferències electromagnètiques.
Aplicacions:
● Ordinadors: els PCB de 6 capes van ajudar a impulsar el ràpid desenvolupament dels ordinadors personals, fent-los més compactes, lleugers i ràpids.
● Emmagatzematge de dades: l'alta capacitat dels PCB de sis capes ha fet que els dispositius d'emmagatzematge de dades siguin cada cop més abundants durant l'última dècada.
● Sistemes d'alarma d'incendis - Utilitzant 6 o més plaques de circuit, els sistemes d'alarma es tornen més precisos en el moment de detectar un perill real.
A mesura que el nombre de capes d'una placa de circuit imprès augmenta més enllà de la quarta i la sisena capa, s'afegeixen capes de coure més conductores i capes de material dielèctric a l'apilament.
Per exemple, un PCB de vuit capes conté quatre plans i quatre capes de coure de senyal, vuit en total, connectades per set files de material dielèctric.L'apilament de vuit capes està segellat amb capes de màscara de soldadura dielèctrica a la part superior i inferior.Essencialment, l'apilament de PCB de vuit capes és similar a la de sis capes, però amb un parell afegit de columna de coure i preimpregnat.
Shenzhen ANKE PCB Co.,LTD
17-6-2023
Hora de publicació: 26-jun-2023
