Els enginyers elèctrics solen enfrontar -se al dilema de determinar el nombre òptim de capes per aDisseny de PCB. És millor utilitzar més capes o menys capes? Com es prenen la decisió sobre el nombre de capes d’un PCB?
1. Què significa la capa PCB?
Les capes d'un PCB fan referència a les capes de coure laminades amb elsubstrat. ExceptePCB d'una sola capaque tenen una sola capa de coure, tots els PCB amb dues o més capes tenen un nombre uniforme de capes. Els components es solden a la capa més externa, mentre que les altres capes serveixen de connexions de cablejat. Tot i això, alguns PCB de gamma alta també incorporaran components dins de les capes interiors.
Els PCB s’utilitzen per fabricar diversos dispositius electrònics i maquinària en diferents indústries, com araElectrònica de consum, automoció,telecomunicació, aeroespacial, militar i mèdic
indústries. El nombre de capes i la mida d’una placa específica determina la potència icapacitatdel PCB. A mesura que el nombre de capes augmenta, també ho fa la funcionalitat.
2. Com determinar el nombre de capes de PCB?
Quan decidiu el nombre adequat de capes per a un PCB, és important tenir en compte els avantatges d’utilitzarMúltiples capesversus capes simples o dobles. Al mateix temps, també cal tenir en compte els avantatges d’utilitzar un disseny d’una sola capa versus els de 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 PCB, és crucial tenir en compte la màquina o equips previstos en què s’utilitzarà el PCB, així com els requisits específics de la placa de circuit per a aquests equips. Això inclou la identificació de si la placa PCB s'utilitzarà en sofisticat i
Productes electrònics complexos, o en productes més senzills amb funcionalitat bàsica.
2-2. Quina freqüència de treball es necessita per al PCB?
Cal tenir en compte el problema de la freqüència de treball a l’hora de dissenyar un PCB, ja que aquest paràmetre determina la funcionalitat i la capacitat del PCB. Per a una velocitat més elevada i capacitats operatives, els PCB de diverses capes són essencials.
2-3. Quin és el pressupost del projecte?
Altres factors a tenir en compte són els costos de fabricació d’un solter
i PCBs de doble capa versus PCB de diverses capes. Si voleu un PCB amb una capacitat tan alta com sigui possible, el cost serà inevitablement relativament elevat.
Hi ha qui pregunta sobre la relació entre el nombre de capes d’un PCB i el seu preu. Generalment, com més capes té un PCB, més gran és el seu preu. Això es deu al disseny ifabricacióUn PCB de diverses capes triga més i, per tant, costa més. El gràfic següent mostra el cost mitjà dels PCB de diverses capes per a tres fabricants diferents en les condicions següents:
Quantitat de comanda de PCB: 100;
Mida PCB: 400mm x 200mm;
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 llocs web de cotització de PCB, que 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 del PCB de tres fabricants i els preus poden variar segons el nombre de capes. Els costos d’enviament no s’inclouen. Les calculadores efectives estan disponibles en línia, proporcionats pels propis fabricants per ajudar els clients a avaluar el cost dels seus circuits impresos basats en diferents paràmetres com ara tipus de conductor, mida, quantitat, nombre de capes, materials d’aïllament, 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 simple/doble/multicapa. Quan necessiteu produir una gran quantitat de PCB,termini de lliuramentcal tenir en compte. El termini de lliurament de PCB únic/doble/multicapa varia i depèn de la mida de l’àrea PCB. Per descomptat, si esteu disposats a gastar més diners, es pot reduir el temps de lliurament.
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 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 del PIN, augmentarà el nombre de capes necessàries. Si la densitat del PIN és de 0,2 o menys, calen almenys 10 capes de PCB.
3.Vavants 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, formada per una sola capa de capes de material conductor elèctric i soldades. La primera capa està coberta amb una placa revestida de coure i, a continuació, s’aplica una capa resistida 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, marró per a la placa revestida de coure i verd per a la capa de soldadura.
Avantatges:
● Baix cost de fabricació, especialment per a la producció d’electrònica de consum, que té una major eficiència de costos.
● El muntatge de components, la perforació, la soldadura i la instal·lació són relativament senzills iprocés de produccióés menys probable que es trobi amb problemes.
● Econòmic i adequat per a la producció massiva.
● Elecció ideal per a dissenys de baixa densitat.
Aplicacions:
● Les calculadores bàsiques utilitzen PCB d'una sola capa.
● Les ràdios, com ara els despertadors d'alarma de ràdio de baix preu en botigues generals de mercaderies, normalment utilitzen PCB d'una sola capa.
● Les màquines de cafè solen utilitzar 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 xapa de coure amb una capa aïllant pel mig.Componentses col·loquen a banda i banda del tauler, és per això que també s’anomena PCB a 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 d’alta velocitat i compactes.
Els senyals elèctrics s’encaminen entre les dues capes de coure i el material dielèctric entre ells ajuda a evitar que aquests senyals s’interfereixin entre ells. El PCB de doble capa és la placa de circuit més comuna i econòmica per fabricar.
Els PCB de doble capa són similars als PCB d’una sola capa, però tenen una meitat inferior mirallada invertida. 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 una xapa de coure als costats superiors i inferiors del material dielèctric. A més, la part superior i inferior de la placa laminada està coberta amb una capa de resistència de soldadura.
El diagrama d’un PCB de doble capa sol semblar un sandvitx de tres capes, amb una gruixuda capa grisa al centre que representa la dielèctrica, les ratlles marrons a les capes superiors i inferiors que representen el coure, i les ratlles verdes primes a la part superior i inferior que representen la capa de resistència de soldadura.
Avantatges:
● El disseny flexible el fa adequat per a diversos dispositius.
● Estructura de baix cost, cosa que la fa convenient per a la producció massiva.
● Disseny senzill.
● Mida petita adequada per a diversos equips.
Aplicacions:
Els PCB de doble capa són adequats per a una àmplia gamma de dispositius electrònics senzills i complexos. Exemples d'equips produïts en massa que presenten PCB de doble capa inclouen:
● Unitats de climatització, sistemes de calefacció i refrigeració residencials de diverses marques inclouen taules de circuit imprès de doble capa.
● Els amplificadors, els PCB de doble capa estan equipats amb unitats amplificadores que utilitzen molts músics.
● Les impressores, diversos perifèrics informàtics es basen en PCB de doble capa.
3-3. PCB de quatre capes
Un PCB de 4 capes és una placa de circuit imprès amb quatre capes conductores: part superior, dues capes interiors i inferior. Les dues capes interiors són el nucli, normalment utilitzat com a pla de potència o terra, mentre que les capes superiors i inferiors exteriors s’utilitzen per col·locar components i senyals d’encaminament.
Les capes exteriors normalment es cobreixen amb una capa de resistència de soldadura amb pastilles exposades per proporcionar punts de col·locació per connectar dispositius muntats en superfície i components de forat. Els forats a través s’utilitzen normalment per proporcionar connexions entre les quatre capes, que es laminen per formar un tauler.
Aquí teniu el desglossament d’aquestes capes:
- Capa 1: capa inferior, generalment feta de coure. Serveix com a fonament de tota la placa de circuit, proporcionant suport a les altres capes.
- Capa 2: capa de potència. Es diu així perquè proporciona una potència neta i estable a tots els components de la placa de circuit.
- Capa 3: capa de pla de terra, que serveix com a font de terra per a tots els components de la placa del circuit.
- Capa 4: capa superior utilitzada per a senyals d'encaminament i proporcionant punts de connexió per als components.
En un disseny de PCB de 4 capes, 4 traces de coure estan separades per 3 capes dielèctriques internes i estan segellades a la part superior i inferior amb capes de resistència de soldadura. Normalment, les regles de disseny dels PCB de 4 capes es mostren amb 9 traces i 3 colors: marró per a coure, gris per a nucli i pre -preg i verd per a la resistència a la soldadura.
Avantatges:
● Durabilitat: els PCB de quatre capes són més robustos que les taules d'una sola capa i de doble capa.
● Mida compacta: el petit disseny de 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 senzills i complexos.
● Seguretat: alineant adequadament les capes de potència i terra, els PCB de quatre capes poden blindar contra la interferència electromagnètica.
● Lightweight: els dispositius equipats amb PCB de quatre capes requereixen menys cablejat intern, de manera que normalment són de pes més lleugers.
Aplicacions:
● Sistemes de satèl·lits: els PCB de diverses capes estan equipats en satèl·lits òrbits.
● Dispositius de mà: els telèfons intel·ligents i tauletes estan normalment equipats amb PCB de quatre capes.
● Equips d’exploració espacial: les plaques de circuit impreses de diverses capes proporcionen energia als equips d’exploració espacial.
3-4. 6 capes PCB
Un PCB de 6 capes és essencialment una placa de 4 capes amb dues capes de senyal addicionals afegides entre els avions. Una pila de PCB de 6 capes estàndard inclou 4 capes d’encaminament (dues exteriors i dues interiors) i 2 plans interns (un per a terra i un per a la potència).
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 es veuen alterats per radiació o inducció.
Hi ha diversos arranjaments per a la pila d'un PCB de 6 capes, però el nombre de capes de potència, senyal i terra utilitzades depèn dels requisits d'aplicació.
Una estàndard de 6 capesPCB StackupInclou la capa superior - prepreg - capa de terra interna - nucli - capa d'encaminament interna - prepreg - capa d'encaminament intern - nucli - capa de potència interna - Prepreg - capa inferior.
Tot i que es tracta d’una configuració estàndard, pot ser que no sigui adequat per a tots els dissenys de PCB, i pot ser necessari reposicionar les capes o tenir capes més específiques. No obstant això, cal tenir en compte l'eficiència del cablejat i la minimització de la crisi a l'hora de col·locar -les.
Avantatges:
● Força: els PCB de sis capes són més gruixuts que els seus predecessors més prims i, per tant, més robustos.
● Compactat: les juntes amb sis capes d’aquest gruix tenen majors capacitats tècniques i poden consumir menys amplada.
● Alta capacitat: els PCB de sis capes o més proporcionen una potència òptima per als dispositius electrònics i redueixen molt la possibilitat de interferències electromagnètiques i de crosstall.
Aplicacions:
● Ordinadors: PCB de 6 capes van ajudar a impulsar el ràpid desenvolupament d’ordinadors personals, fent -los més compactes, més lleugers i més ràpids.
● Emmagatzematge de dades: la gran 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 fan més precisos en el moment de detectar perill real.
A mesura que el nombre de capes d’una placa de circuit imprès augmenta més enllà de la quarta i sisena capa, s’afegeixen capes de coure més conductives i capes de material dielèctric.
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. La pila de vuit capes està segellada amb capes de màscara de soldadura dielèctrica a la part superior i inferior. Essencialment, la pila PCB de vuit capes és similar a la de sis capes, però amb un parell afegit de coure i columna prepreg.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
Post Horari: 26 de juny-2023
