Sähköinsinöörit kohtaavat usein ongelman määrittää optimaalinen kerrosten lukumäärä piirilevysuunnittelua varten.Onko parempi käyttää enemmän vai vähemmän kerroksia?Kuinka teet päätöksen PCB:n kerrosten lukumäärästä?
1.Mitä PCB-kerros tarkoittaa?
Piirilevyn kerrokset viittaavat substraatin kanssa laminoituihin kuparikerroksiin.Lukuun ottamatta yksikerroksisia piirilevyjä, joissa on vain yksi kuparikerros, kaikissa piirilevyissä, joissa on kaksi tai useampi kerros, on parillinen määrä kerroksia.Komponentit juotetaan uloimpaan kerrokseen, kun taas muut kerrokset toimivat johdinliitoksina.Jotkut huippuluokan piirilevyt kuitenkin myös upottavat komponentteja sisäkerroksiin.
Piirilevyjä käytetään erilaisten elektronisten laitteiden ja koneiden valmistukseen eri teollisuudenaloilla, kuten kulutuselektroniikassa, autoteollisuudessa, tietoliikenteessä, ilmailu-, sotilas- ja lääketieteessä.
teollisuuden aloilla.Tietyn levyn kerrosten lukumäärä ja koko määräävät piirilevyn tehon ja kapasiteetin.Kerrosten määrän kasvaessa toiminnallisuus lisääntyy.
2.Kuinka määrittää PCB-kerrosten lukumäärä?
Kun päätetään sopivasta kerrosten määrästä piirilevylle, on tärkeää ottaa huomioon useiden kerrosten käytön edut verrattuna yhteen tai kahteen kerrokseen.Samalla on myös tarpeen ottaa huomioon yksikerroksisen suunnittelun edut verrattuna monikerroksisiin malleihin.Näitä tekijöitä voidaan arvioida seuraavista viidestä näkökulmasta:
2-1.Missä piirilevyä käytetään?
Piirilevyn teknisiä tietoja määritettäessä on ratkaisevan tärkeää ottaa huomioon tarkoitettu kone tai laitteisto, jossa piirilevyä käytetään, sekä tällaisten laitteiden erityiset piirilevyvaatimukset.Tämä sisältää sen tunnistamisen, käytetäänkö PCB-levyä kehittyneissä ja
monimutkaisissa elektronisissa tuotteissa tai yksinkertaisemmissa tuotteissa, joissa on perustoiminnot.
2-2.Mikä työtaajuus tarvitaan piirilevylle?
Toimintataajuuden kysymys on otettava huomioon piirilevyä suunniteltaessa, koska tämä parametri määrittää piirilevyn toimivuuden ja kapasiteetin.Monikerroksiset piirilevyt ovat välttämättömiä suuremman nopeuden ja toimintakyvyn saavuttamiseksi.
2-3. Mikä on projektin budjetti?
Muita huomioon ottavia tekijöitä ovat yksittäisten valmistuskustannukset
ja kaksikerroksiset PCB:t verrattuna monikerroksisiin piirilevyihin.Jos haluat mahdollisimman suuren kapasiteetin piirilevyn, kustannukset ovat väistämättä suhteellisen korkeat.
Jotkut ihmiset kysyvät PCB:n kerrosten määrän ja sen hinnan välisestä suhteesta.Yleensä mitä enemmän kerroksia piirilevyllä on, sitä korkeampi on sen hinta.Tämä johtuu siitä, että monikerroksisen piirilevyn suunnittelu ja valmistus kestää kauemmin ja maksaa siksi enemmän.Alla oleva kaavio näyttää kolmen eri valmistajan monikerroksisten piirilevyjen keskimääräiset kustannukset seuraavissa olosuhteissa:
PCB tilausmäärä: 100;
PCB:n koko: 400mm x 200mm;
Kerrosten lukumäärä: 2, 4, 6, 8, 10.
Kaaviossa näkyy kolmen eri yrityksen piirilevyjen keskihinta ilman toimituskuluja.Piirilevyn hinta voidaan arvioida piirilevyjen tarjoussivustoilla, joiden avulla voit valita erilaisia parametreja, kuten johtimen tyypin, koon, määrän ja kerrosten lukumäärän.Tämä kaavio antaa vain yleiskuvan kolmen valmistajan piirilevyjen keskimääräisistä hinnoista, ja hinnat voivat vaihdella kerrosten lukumäärän mukaan.Toimituskulut eivät sisälly hintaan.Tehokkaita laskimia on saatavana verkosta, ja ne ovat valmistajien itsensä toimittamia, jotta asiakkaat voivat arvioida painettujen piiriensä kustannuksia eri parametrien, kuten johtimien tyypin, koon, määrän, kerrosten lukumäärän, eristemateriaalien, paksuuden jne., perusteella.
2-4.Mikä on PCB:n vaadittu toimitusaika?
Toimitusaika tarkoittaa aikaa, joka kuluu yksi-, kaksi- tai monikerroksisten piirilevyjen valmistukseen ja toimittamiseen.Kun sinun on tuotettava suuri määrä PCB-levyjä, toimitusaika on otettava huomioon.Yksi-/kaksi-/monikerroksisten piirilevyjen toimitusaika vaihtelee ja riippuu piirilevyalueen koosta.Tietenkin, jos olet valmis käyttämään enemmän rahaa, toimitusaika saattaa lyhentyä.
2-5.Minkä tiheyden ja signaalikerroksen PCB vaatii?
Piirilevyn kerrosten lukumäärä riippuu nastan tiheydestä ja signaalikerroksista.Esimerkiksi nastan tiheys 1,0 vaatii 2 signaalikerrosta, ja kun nastan tiheys pienenee, tarvittavien kerrosten määrä kasvaa.Jos nastan tiheys on 0,2 tai vähemmän, tarvitaan vähintään 10 PCB-kerrosta.
3. Eri PCB-kerrosten edut - yksikerroksinen/kaksikerroksinen/monikerros.
3-1.Yksikerroksinen piirilevy
Yksikerroksisen piirilevyn rakenne on yksinkertainen, ja se koostuu yhdestä kerroksesta puristettuja ja hitsattuja sähköä johtavan materiaalin kerroksia.Ensimmäinen kerros peitetään kuparilla päällystetyllä levyllä ja sitten levitetään juotoksenestokerros.Yksikerroksisen piirilevyn kaaviossa on yleensä kolme värillistä nauhaa edustamaan kerrosta ja sen kahta peittävää kerrosta - harmaa itse dielektriselle kerrokselle, ruskea kuparipäällysteiselle levylle ja vihreä juotosestokerroselle.
Edut:
● Alhaiset valmistuskustannukset, erityisesti kulutuselektroniikan tuotannossa, jolla on korkeampi kustannustehokkuus.
● Komponenttien kokoaminen, poraus, juottaminen ja asennus ovat suhteellisen yksinkertaisia, ja tuotantoprosessissa ei todennäköisesti esiinny ongelmia.
● Taloudellinen ja soveltuu massatuotantoon.
● Ihanteellinen valinta pienitiheyksisille malleille.
Sovellukset:
● Peruslaskimet käyttävät yksikerroksisia piirilevyjä.
● Radiot, kuten edulliset radioherätyskellot yleisissä tavarakaupoissa, käyttävät yleensä yksikerroksisia piirilevyjä.
● Kahvinkeittimet käyttävät usein yksikerroksisia piirilevyjä.
● Jotkut kodinkoneet käyttävät yksikerroksisia piirilevyjä.
3-2.Kaksikerroksinen piirilevy
Kaksikerroksisessa piirilevyssä on kaksi kerrosta kuparipinnoitusta, joiden välissä on eristyskerros.Komponentit on sijoitettu levyn molemmille puolille, minkä vuoksi sitä kutsutaan myös kaksipuoliseksi piirilevyksi.Ne valmistetaan yhdistämällä kaksi kuparikerrosta keskenään eristemateriaalin välissä, ja kuparin kumpikin puoli voi lähettää erilaisia sähköisiä signaaleja.Ne sopivat sovelluksiin, jotka vaativat nopeaa ja kompaktia pakkausta.
Sähköiset signaalit ohjataan kahden kuparikerroksen väliin, ja niiden välissä oleva dielektrinen materiaali auttaa estämään näitä signaaleja häiritsemästä toisiaan.Kaksikerroksinen piirilevy on yleisin ja taloudellisin valmistettava piirilevy.
Kaksikerroksiset piirilevyt ovat samanlaisia kuin yksikerroksiset piirilevyt, mutta niissä on käänteinen peilattu alapuoli.Kaksikerroksisia piirilevyjä käytettäessä dielektrinen kerros on paksumpi kuin yksikerroksisissa piirilevyissä.Lisäksi dielektrisen materiaalin ylä- ja alapuolella on kuparipinnoitus.Lisäksi laminoidun levyn ylä- ja alaosa on päällystetty juotteenestokerroksella.
Kaksikerroksisen piirilevyn kaavio näyttää yleensä kolmikerroksisesta sandwichistä, jossa paksu harmaa kerros keskellä edustaa eristettä, ruskeat raidat ylä- ja alakerroksessa edustavat kuparia ja ohuet vihreät raidat ylä- ja alaosassa. edustavat juotteenestokerrosta.
Edut:
● Joustava muotoilu tekee siitä sopivan useille laitteille.
● Edullinen rakenne, joka tekee siitä kätevän massatuotantoon.
● Yksinkertainen muotoilu.
● Pieni koko sopii erilaisiin laitteisiin.
Sovellukset:
Kaksikerroksiset piirilevyt sopivat monenlaisiin yksinkertaisiin ja monimutkaisiin elektronisiin laitteisiin.Esimerkkejä massatuotetuista laitteista, joissa on kaksikerroksisia piirilevyjä, ovat:
● Eri merkkien LVI-yksiköt, asuinrakennusten lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmät sisältävät kaikki kaksikerroksisia painettuja piirilevyjä.
● Vahvistimet, kaksikerroksiset piirilevyt on varustettu monien muusikoiden käyttämillä vahvistinyksiköillä.
● Tulostimet ja erilaiset tietokoneiden oheislaitteet käyttävät kaksikerroksisia piirilevyjä.
3-3.Nelikerroksinen piirilevy
4-kerroksinen piirilevy on painettu piirilevy, jossa on neljä johtavaa kerrosta: ylempi, kaksi sisäkerrosta ja alaosa.Molemmat sisäkerrokset ovat ydin, jota tyypillisesti käytetään teho- tai maatasona, kun taas ulompaa ylä- ja alakerrosta käytetään komponenttien ja reitityssignaalien sijoittamiseen.
Ulommat kerrokset on yleensä peitetty juotosestokerroksella, jossa on paljaat tyynyt, jotka tarjoavat sijoituspisteitä pinta-asennettavien laitteiden ja läpireikien komponenttien liittämistä varten.Läpivientireikiä käytetään tyypillisesti yhdistämään neljä kerrosta, jotka laminoidaan yhteen levyksi.
Tässä on näiden kerrosten erittely:
- Kerros 1: Pohjakerros, yleensä kuparia.Se toimii koko piirilevyn perustana ja tukee muita kerroksia.
- Kerros 2: Tehokerros.Se on nimetty tällä tavalla, koska se tarjoaa puhdasta ja vakaata virtaa kaikille piirilevyn komponenteille.
- Kerros 3: Maatasokerros, joka toimii maadoituslähteenä kaikille piirilevyn komponenteille.
- Layer 4: Yläkerros, jota käytetään signaalien reitittämiseen ja komponenttien liitäntäpisteiden tarjoamiseen.
4-kerroksisessa piirilevyssä 4 kuparijäätä on erotettu kolmella sisäisellä eristekerroksella ja tiivistetty ylhäältä ja alhaalta juotteenestokerroksilla.Tyypillisesti 4-kerroksisten PCB-levyjen suunnittelusäännöt esitetään käyttämällä 9 merkkiä ja 3 väriä - ruskea kuparille, harmaa ytimelle ja prepregille ja vihreä juotosestolle.
Edut:
● Kestävyys – Nelikerroksiset piirilevyt ovat kestävämpiä kuin yksi- ja kaksikerroksiset levyt.
● Kompakti koko – Nelikerroksisten piirilevyjen pieni rakenne sopii monenlaisiin laitteisiin.
●Joustavuus – Nelikerroksiset piirilevyt voivat toimia monenlaisissa elektronisissa laitteissa, mukaan lukien yksinkertaiset ja monimutkaiset.
● Turvallisuus – Kun teho- ja maadoituskerrokset kohdistetaan oikein, nelikerroksiset piirilevyt voivat suojata sähkömagneettisia häiriöitä vastaan.
● Kevyt – Nelikerroksisilla piirilevyillä varustetut laitteet vaativat vähemmän sisäistä johdotusta, joten ne ovat yleensä kevyempiä.
Sovellukset:
● Satelliittijärjestelmät - Monikerroksiset piirilevyt on asennettu kiertäviin satelliitteihin.
● Kämmenlaitteet – Älypuhelimet ja tabletit on yleensä varustettu nelikerroksisilla piirilevyillä.
● Avaruustutkimuslaitteet – Monikerroksiset painetut piirilevyt antavat virtaa avaruustutkimuslaitteille.
3-4.6 kerrosta PCB
6-kerroksinen piirilevy on pohjimmiltaan 4-kerroksinen levy, jonka tasojen väliin on lisätty kaksi ylimääräistä signaalikerrosta.Tavallinen 6-kerroksinen piirilevypino sisältää 4 reitityskerrosta (kaksi ulompaa ja kaksi sisempää) ja 2 sisätasoa (yksi maadoitukselle ja yksi teholle).
Kahden sisäisen kerroksen tarjoaminen nopeille signaaleille ja kaksi ulkokerrosta hitaille signaaleille vahvistaa merkittävästi EMI:tä (sähkömagneettista häiriötä).EMI on säteilyn tai induktion häiritsemien elektronisten laitteiden signaalien energiaa.
6-kerroksisen piirilevyn pinoamiseen on erilaisia järjestelyjä, mutta käytettyjen teho-, signaali- ja maakerrosten määrä riippuu sovellusvaatimuksista.
Tavallinen 6-kerroksinen PCB-pino sisältää yläkerroksen - prepreg - sisäisen maakerroksen - ytimen - sisäisen reitityskerroksen - prepreg - sisäisen reitityskerroksen - ytimen - sisäisen tehokerroksen - prepreg - pohjakerroksen.
Vaikka tämä on vakiokokoonpano, se ei välttämättä sovellu kaikkiin piirilevymalleihin, ja saattaa olla tarpeen sijoittaa kerrokset uudelleen tai hankkia tarkempia kerroksia.Kuitenkin johdotuksen tehokkuus ja ylikuulumisen minimoiminen on otettava huomioon niitä asetettaessa.
Edut:
● Lujuus – Kuusikerroksiset piirilevyt ovat paksumpia kuin ohuemmat edeltäjänsä ja siksi kestävämpiä.
● Kompakti - Kuusi tämän paksuista kerrosta sisältävillä levyillä on paremmat tekniset ominaisuudet ja ne kuluttavat vähemmän leveyttä.
● Suuri kapasiteetti – Vähintään kuusikerroksiset piirilevyt tarjoavat optimaalisen tehon elektronisille laitteille ja vähentävät huomattavasti ylikuulumisen ja sähkömagneettisten häiriöiden mahdollisuutta.
Sovellukset:
● Tietokoneet – 6-kerroksiset piirilevyt auttoivat henkilökohtaisten tietokoneiden nopeaa kehitystä tehden niistä kompaktimpia, kevyempiä ja nopeampia.
● Tiedon tallennus – Kuusikerroksisten piirilevyjen suuri kapasiteetti on lisännyt tiedontallennuslaitteiden määrää viimeisen vuosikymmenen aikana.
● Palohälytysjärjestelmät - Käytettäessä 6 tai useampia piirilevyjä hälytysjärjestelmät tarkentuvat todellisen vaaran havaitsemishetkellä.
Kun kerrosten lukumäärä painetussa piirilevyssä kasvaa neljännen ja kuudennen kerroksen yli, pinoon lisätään johtavia kuparikerroksia ja dielektrisen materiaalin kerroksia.
Esimerkiksi kahdeksankerroksinen piirilevy sisältää neljä tasoa ja neljä signaalikuparikerrosta - yhteensä kahdeksan - yhdistettynä seitsemällä eristemateriaalirivillä.Kahdeksan kerroksen pino on tiivistetty dielektrisillä juotosmaskikerroksilla ylhäältä ja alhaalta.Pohjimmiltaan kahdeksankerroksinen PCB-pino on samanlainen kuin kuusikerroksinen, mutta siihen on lisätty kupari- ja prepreg-kolonni.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
17.6.2023
Postitusaika: 26.6.2023
