Інженери-електрики часто стикаються з дилемою визначення оптимальної кількості шарів для конструкції друкованої плати.Краще використовувати більше або менше шарів?Як ви приймаєте рішення щодо кількості шарів для друкованої плати?
1. Що означає шар друкованої плати?
Шари друкованої плати відносяться до мідних шарів, які ламіновані підкладкою.За винятком одношарових друкованих плат, які мають лише один мідний шар, усі друковані плати з двома або більше шарами мають парну кількість шарів.Компоненти припаяні до зовнішнього шару, тоді як інші шари служать для з’єднання проводів.Однак деякі високоякісні друковані плати також вбудовують компоненти у внутрішні шари.
ПХБ використовуються для виробництва різних електронних пристроїв і обладнання в різних галузях промисловості, таких як споживча електроніка, автомобільна, телекомунікаційна, аерокосмічна, військова та медична.
промисловості.Кількість шарів і розмір конкретної плати визначає потужність і ємність друкованої плати.Зі збільшенням кількості шарів зростає і функціональність.
2. Як визначити кількість шарів друкованої плати?
Вибираючи відповідну кількість шарів для друкованої плати, важливо враховувати переваги використання кількох шарів порівняно з одним або подвійними шарами.У той же час необхідно враховувати переваги використання одношарового дизайну в порівнянні з багатошаровим дизайном.Ці фактори можна оцінити з наступних п’яти точок зору:
2-1.Де буде використовуватися друкована плата?
При визначенні специфікацій плати друкованої плати вкрай важливо враховувати передбачувану машину чи обладнання, у якому використовуватиметься друкована плата, а також конкретні вимоги до друкованої плати для такого обладнання.Це включає визначення того, чи буде друкована плата використовуватися в складних і складних
складні електронні вироби або простіші вироби з базовою функціональністю.
2-2.Яка робоча частота потрібна для друкованої плати?
Питання робочої частоти необхідно враховувати при проектуванні друкованої плати, оскільки цей параметр визначає функціональність і ємність друкованої плати.Для більшої швидкості та робочих можливостей необхідні багатошарові друковані плати.
2-3. Який бюджет проекту?
Іншими факторами, які слід враховувати, є витрати на виробництво одного
і двошарові друковані плати проти багатошарових друкованих плат.Якщо вам потрібна друкована плата з якомога більшою ємністю, вартість неминуче буде відносно високою.
Деякі люди запитують про співвідношення між кількістю шарів у друкованій платі та її ціною.Як правило, чим більше шарів має друкована плата, тим вища її ціна.Це пов’язано з тим, що розробка та виготовлення багатошарової друкованої плати займає більше часу, а тому коштує більше.На діаграмі нижче показано середню вартість багатошарових друкованих плат трьох різних виробників за таких умов:
Кількість замовлення PCB: 100;
Розмір друкованої плати: 400 мм x 200 мм;
Кількість шарів: 2, 4, 6, 8, 10.
На діаграмі показано середню ціну на друковані плати від трьох різних компаній без урахування вартості доставки.Вартість друкованої плати можна оцінити за допомогою веб-сайтів котирувань друкованих плат, які дозволяють вибрати різні параметри, такі як тип провідника, розмір, кількість і кількість шарів.Ця діаграма дає лише загальне уявлення про середні ціни на друковані плати від трьох виробників, і ціни можуть відрізнятися залежно від кількості шарів.Вартість доставки не включена.Ефективні калькулятори доступні в Інтернеті, надані самими виробниками, щоб допомогти клієнтам оцінити вартість їхніх друкованих схем на основі різних параметрів, таких як тип провідника, розмір, кількість, кількість шарів, ізоляційні матеріали, товщина тощо.
2-4.Який необхідний час доставки для друкованої плати?
Термін доставки означає час, необхідний для виготовлення та доставки одно-/дво-/багатошарових друкованих плат.Коли вам потрібно виготовити велику кількість друкованих плат, необхідно враховувати час доставки.Термін доставки одно-/дво-/багатошарових друкованих плат змінюється та залежить від розміру площі друкованої плати.Звичайно, якщо ви готові витратити більше грошей, час доставки може бути скорочений.
2-5.Якої щільності та сигнального шару вимагає друкована плата?
Кількість шарів у друкованій платі залежить від щільності контактів і сигнальних шарів.Наприклад, для щільності контактів 1,0 потрібні 2 шари сигналу, і зі зменшенням щільності контактів кількість необхідних шарів буде збільшуватися.Якщо щільність контактів становить 0,2 або менше, потрібно щонайменше 10 шарів друкованої плати.
3. Переваги різних шарів друкованої плати - одношарові/двошарові/багатошарові.
3-1.Одношарова друкована плата
Конструкція одношарової друкованої плати проста, складається з одного шару спресованих і зварених шарів електропровідного матеріалу.Перший шар покривається обмідненою пластиною, а потім наноситься шар резисту для припою.На діаграмі одношарової друкованої плати зазвичай показано три кольорові смуги, що представляють шар і два його покривні шари: сірий для самого шару діелектрика, коричневий для обмідненої пластини та зелений для шару резиста для пайки.
Переваги:
● Низька вартість виробництва, особливо для виробництва споживчої електроніки, яка має вищу економічну ефективність.
● Збірка компонентів, свердління, паяння та встановлення є відносно простими, а виробничий процес менш імовірно виникне проблем.
● Економічний і підходить для масового виробництва.
●Ідеальний вибір для дизайну з низькою щільністю.
Застосування:
● Базові калькулятори використовують одношарові друковані плати.
● Радіоприймачі, як-от недорогі радіобудильники в магазинах звичайних товарів, зазвичай використовують одношарові друковані плати.
● Кавоварки часто використовують одношарові друковані плати.
● У деяких побутових приладах використовуються одношарові друковані плати.
3-2.Двошарова друкована плата
Двошарова друкована плата має два шари мідного покриття з ізоляційним шаром між ними.Компоненти розміщені з обох сторін плати, тому її ще називають двосторонньою друкованою платою.Вони виготовляються шляхом з’єднання двох шарів міді з діелектричним матеріалом між ними, і кожна сторона міді може передавати різні електричні сигнали.Вони підходять для застосувань, які вимагають високої швидкості та компактної упаковки.
Електричні сигнали направляються між двома шарами міді, а діелектричний матеріал між ними запобігає перешкоджанню цих сигналів один одному.Двошарова друкована плата є найпоширенішою та найекономнішою у виробництві друкованою платою.
Двошарові друковані плати схожі на одношарові друковані плати, але мають перевернуту дзеркальну нижню половину.При використанні двошарових друкованих плат шар діелектрика товщі, ніж у одношарових друкованих плат.Крім того, на верхній і нижній сторонах діелектричного матеріалу є мідне покриття.Крім того, верх і низ ламінованої плати покриті шаром резиста для припою.
Схема двошарової друкованої плати зазвичай виглядає як тришаровий сендвіч, з товстим сірим шаром посередині, що представляє діелектрик, коричневими смугами на верхньому та нижньому шарах, що представляють мідь, і тонкими зеленими смугами зверху та знизу. представляє шар резиста припою.
Переваги:
● Гнучка конструкція робить його придатним для різноманітних пристроїв.
● Низька вартість конструкції, що робить її зручною для масового виробництва.
● Простий дизайн.
● Невеликий розмір підходить для різного обладнання.
Застосування:
Двошарові друковані плати підходять для широкого спектру простих і складних електронних пристроїв.Приклади обладнання масового виробництва з двошаровими друкованими платами:
● Системи опалення, вентиляції та кондиціонування, житлові системи опалення та охолодження від різних брендів містять двошарові друковані плати.
● Підсилювачі, двошарові друковані плати оснащені підсилювачами, якими користуються багато музикантів.
● Принтери, різні комп’ютерні периферійні пристрої використовують двошарові друковані плати.
3-3.Чотиришарова друкована плата
4-шарова друкована плата — це друкована плата з чотирма провідними шарами: верхнім, двома внутрішніми і нижнім.Обидва внутрішні шари є ядром, який зазвичай використовується як площина живлення або заземлення, тоді як зовнішні верхній і нижній шари використовуються для розміщення компонентів і маршрутизації сигналів.
Зовнішні шари зазвичай покриті шаром резиста для припою з відкритими майданчиками, щоб забезпечити точки розміщення для підключення пристроїв поверхневого монтажу та компонентів із наскрізним отвором.Наскрізні отвори зазвичай використовуються для забезпечення з’єднань між чотирма шарами, які ламіновані разом, утворюючи дошку.
Ось розподіл цих шарів:
- Шар 1: нижній шар, зазвичай виготовлений з міді.Він служить основою всієї друкованої плати, забезпечуючи підтримку для інших шарів.
- Рівень 2: рівень потужності.Він названий так, тому що забезпечує чисте та стабільне живлення всіх компонентів на друкованій платі.
- Рівень 3: шар заземлення, який служить джерелом заземлення для всіх компонентів на платі.
- Рівень 4: верхній рівень, який використовується для маршрутизації сигналів і забезпечення точок підключення для компонентів.
У 4-шаровій друкованій платі 4 мідні доріжки розділені 3 шарами внутрішнього діелектрика та герметизовані зверху та знизу шарами резиста для припою.Як правило, правила проектування для 4-шарових друкованих плат показані з використанням 9 ліній і 3 кольорів: коричневий для міді, сірий для сердечника та препрега та зелений для резиста для припою.
Переваги:
● Довговічність. Чотиришарові друковані плати міцніші, ніж одношарові та двошарові плати.
● Компактний розмір. Маленька конструкція чотиришарових друкованих плат може підійти до багатьох пристроїв.
●Гнучкість - чотиришарові друковані плати можуть працювати в різних типах електронних пристроїв, включаючи прості та складні.
● Безпека. Завдяки належному вирівнюванню шарів живлення та заземлення чотиришарові друковані плати можуть захищати від електромагнітних перешкод.
● Легкість – пристрої, оснащені чотиришаровими друкованими платами, вимагають менше внутрішньої проводки, тому вони зазвичай легші за вагою.
Застосування:
● Супутникові системи – багатошарові друковані плати обладнані орбітальними супутниками.
● Портативні пристрої – смартфони та планшети зазвичай оснащені чотиришаровими друкованими платами.
● Обладнання для дослідження космосу – багатошарові друковані плати забезпечують живлення обладнання для дослідження космосу.
3-4.6 шарів друкованої плати
6-шарова друкована плата - це, по суті, 4-шарова плата з двома додатковими сигнальними шарами, доданими між площинами.Стандартна 6-шарова друкована плата складається з 4 шарів маршрутизації (два зовнішніх і двох внутрішніх) і 2 внутрішніх площин (одна для землі і одна для живлення).
Забезпечення 2 внутрішніх шарів для високошвидкісних сигналів і 2 зовнішніх шарів для низькошвидкісних сигналів значно посилює EMI (електромагнітні перешкоди).EMI – це енергія сигналів в електронних пристроях, які порушуються випромінюванням або індукцією.
Існують різні схеми для стекання 6-шарової друкованої плати, але кількість використовуваних шарів живлення, сигналу та заземлення залежить від вимог програми.
Стандартна 6-шарова друкована плата включає верхній шар - препрег - внутрішній шар заземлення - серцевину - внутрішній шар маршрутизації - препрег - внутрішній шар маршрутизації - серцевину - внутрішній шар живлення - препрег - нижній шар.
Незважаючи на те, що це стандартна конфігурація, вона може не підходити для всіх дизайнів друкованих плат, і може знадобитися змінити розташування шарів або мати більш специфічні шари.Однак при їх розміщенні слід враховувати ефективність проводки та мінімізацію перехресних перешкод.
Переваги:
● Міцність. Шестишарові друковані плати товщі, ніж їхні тонші попередники, і тому міцніші.
● Компактність - Плити з шістьма шарами такої товщини мають більші технічні можливості і можуть займати меншу ширину.
● Висока ємність. Шестишарова або більше друкована плата забезпечує оптимальне живлення для електронних пристроїв і значно зменшує ймовірність перехресних перешкод і електромагнітних перешкод.
Застосування:
● Комп’ютери. 6-шарові друковані плати сприяли швидкому розвитку персональних комп’ютерів, роблячи їх компактнішими, легшими та швидшими.
● Зберігання даних. Велика ємність шестишарових друкованих плат призвела до збільшення кількості пристроїв для зберігання даних за останнє десятиліття.
● Системи пожежної сигналізації - Використовуючи 6 і більше плат, системи сигналізації стають більш точними в момент виявлення реальної небезпеки.
Оскільки кількість шарів у друкованій платі збільшується за межі четвертого та шостого шарів, до набору додаються більш провідні шари міді та шари діелектричного матеріалу.
Наприклад, восьмишарова друкована плата містить чотири площини та чотири сигнальні мідні шари (всього вісім), з’єднані сімома рядами діелектричного матеріалу.Восьмишаровий стек герметизований шарами діелектричної паяльної маски зверху та знизу.По суті, восьмишарова друкована плата схожа на шестишарову, але з доданою парою міді та колонки препрегу.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
2023-6-17
Час публікації: 26 червня 2023 р
