Os enxeñeiros eléctricos adoitan afrontar o dilema de determinar o número óptimo de capas para aDeseño de PCB. ¿É mellor usar máis capas ou menos capas? Como toma a decisión sobre o número de capas para un PCB?
1. Que significa a capa de PCB?
As capas dun PCB refírense ás capas de cobre que se laminan cosubstrato. Excepto porPCB dunha soa capaQue só teñen unha capa de cobre, todos os PCB con dúas ou máis capas teñen un número uniforme de capas. Os compoñentes son soldados na capa máis externa, mentres que as outras capas serven de conexións de cableado. Non obstante, algúns PCB de gama alta tamén incorporarán compoñentes dentro das capas interiores.
Os PCB úsanse para fabricar varios dispositivos e maquinaria electrónica en diferentes industrias, comoElectrónica de consumo, automoción,telecomunicacións, aeroespacial, militar e médico
industrias. O número de capas e o tamaño dunha placa específica determina a potencia eCapacidadedo PCB. A medida que aumenta o número de capas, tamén o fai a funcionalidade.
2.Como determinar o número de capas de PCB?
Ao decidir o número adecuado de capas para un PCB, é importante considerar os beneficios do usovarias capasfronte ás capas individuais ou dobres. Ao mesmo tempo, tamén é necesario considerar as vantaxes de usar un deseño dunha soa capa fronte aos de deseños multicapa. Estes factores pódense avaliar a partir das cinco perspectivas seguintes:
2-1. Onde se empregará o PCB?
Ao determinar as especificacións para un taboleiro de PCB, é crucial considerar a máquina ou equipos previstos nos que se empregará o PCB, así como os requisitos específicos da placa de circuíto para tales equipos. Isto inclúe identificar se a placa PCB se empregará en sofisticado e
produtos electrónicos complexos ou en produtos máis sinxelos con funcionalidade básica.
2-2. Que frecuencia de traballo é necesaria para o PCB?
O problema da frecuencia de traballo debe considerarse ao deseñar un PCB xa que este parámetro determina a funcionalidade e a capacidade do PCB. Para máis alta velocidade e capacidades operativas, os PCB de varias capas son esenciais.
2-3. Cal é o orzamento do proxecto?
Outros factores a considerar son os custos de fabricación de solteiros
e PCB de dobre capa fronte a PCBs de varias capas. Se desexa un PCB cunha capacidade o máis elevada posible, o custo inevitablemente será relativamente alto.
Algunhas persoas preguntan sobre a relación entre o número de capas nun PCB e o seu prezo. Xeralmente, cantas máis capas ten un PCB, maior será o seu prezo. Isto débese a que deseñando efabricaciónUn PCB de varias capas leva máis tempo e, polo tanto, custa máis. O gráfico de abaixo mostra o custo medio dos PCB de varias capas para tres fabricantes diferentes nas seguintes condicións:
Cantidade de pedido PCB: 100;
Tamaño do PCB: 400 mm x 200 mm;
Número de capas: 2, 4, 6, 8, 10.
O gráfico mostra o prezo medio das PCB de tres empresas diferentes, sen incluír os custos de envío. O custo dun PCB pódese avaliar mediante sitios web de cotización PCB, que permiten seleccionar diferentes parámetros como o tipo de condutor, o tamaño, a cantidade e o número de capas. Este gráfico só ofrece unha idea xeral dos prezos medios do PCB de tres fabricantes e os prezos poden variar segundo o número de capas. Non se inclúen custos de envío. As calculadoras eficaces están dispoñibles en liña, proporcionadas polos propios fabricantes para axudar aos clientes a avaliar o custo dos seus circuítos impresos en función de diferentes parámetros como o tipo de condutor, o tamaño, a cantidade, o número de capas, os materiais de illamento, o grosor, etc.
2-4. Cal é o prazo de entrega requirido para o PCB?
O prazo de entrega refírese ao tempo que leva para fabricar e entregar PCBs de dobre/dobre/multicapa. Cando necesitas producir unha gran cantidade de PCB,prazo de entregahai que ter en conta. O prazo de entrega para PCBs de única/dobre/multicapa varía e depende do tamaño da área de PCB. Por suposto, se estás disposto a gastar máis cartos, pódese acurtar o prazo de entrega.
2-5. Que densidade e capa de sinal require o PCB?
O número de capas nun PCB depende da densidade do pin e das capas de sinal. Por exemplo, unha densidade de PIN de 1.0 require 2 capas de sinal e a medida que a densidade do pin diminúe, aumentará o número de capas necesarias. Se a densidade de pin é 0,2 ou menos, son necesarias polo menos 10 capas de PCB.
3.Vantaxes de diferentes capas de PCB: unha soa capa/de dobre capa/multi-capa.
3-1. PCB dunha soa capa
A construción dun PCB dunha soa capa é sinxelo, consistente nunha única capa de capas prensadas e soldadas de material condutor eléctrico. A primeira capa está cuberta cunha placa vestida de cobre e aplícase unha capa de resistencia de soldadura. O diagrama dun PCB dunha soa capa normalmente mostra tres tiras de cores para representar a capa e as súas dúas capas de cuberta-gris para a capa dieléctrica en si, marrón para a placa vestida de cobre e verde para a capa resistente de soldadura.
Vantaxes:
● Un baixo custo de fabricación, especialmente para a produción de electrónica de consumo, que ten unha maior eficiencia de custos.
● A montaxe de compoñentes, a perforación, a soldadura e a instalación son relativamente sinxelas e oproceso de produciónten menos probabilidades de atopar problemas.
● Económico e adecuado para a produción en masa.
● Elección ideal para deseños de baixa densidade.
Aplicacións:
● As calculadoras básicas usan PCB dunha soa capa.
● Radios, como os reloxos de despertador de radio de baixo prezo nas tendas de mercadorías xerais, normalmente usan PCBs dunha soa capa.
● As máquinas de café adoitan usar PCB dunha soa capa.
● Algúns electrodomésticos usan PCB dunha soa capa.
3-2. PCB de dobre capa
O PCB de dobre capa ten dúas capas de chapa de cobre cunha capa illante polo medio.Compoñentescolócanse a ambos os dous lados do taboleiro, polo que tamén se chama PCB de dobre cara. Fabrican conectando dúas capas de cobre xunto cun material dieléctrico polo medio, e cada lado do cobre pode transmitir diferentes sinais eléctricos. Son adecuados para aplicacións que requiren envases de alta velocidade e compactas.
Os sinais eléctricos encádranse entre as dúas capas de cobre e o material dieléctrico entre eles axuda a evitar que estes sinais se interfiran entre si. O PCB de dobre capa é a placa de circuíto máis común e económica que se fabrica.
Os PCB de dobre capa son similares aos PCB dunha soa capa, pero teñen unha metade inferior de espello invertida. Cando se usa PCBs de dobre capa, a capa dieléctrica é máis grosa que a dos PCB dunha soa capa. Ademais, hai chapa de cobre nos lados superior e inferior do material dieléctrico. Ademais, a parte superior e inferior da placa laminada están cubertas cunha capa de resistencia de soldadura.
O diagrama dun PCB de dobre capa normalmente parece un bocadillo de tres capas, cunha grosa capa gris no medio que representa as raias dieléctricas, marróns nas capas superiores e inferiores que representan o cobre e as franxas verdes delgadas na parte superior e inferior representando a capa de resistencia de soldadura.
Vantaxes:
● O deseño flexible faino adecuado para unha variedade de dispositivos.
● Estrutura de baixo custo que o fai conveniente para a produción en masa.
● Deseño sinxelo.
● Tamaño pequeno adecuado para varios equipos.
Aplicacións:
Os PCB de dobre capa son adecuados para unha ampla gama de dispositivos electrónicos sinxelos e complexos. Exemplos de equipos producidos en masa que contan con PCB de dobre capa inclúen:
● Unidades de climatización, sistemas de calefacción e refrixeración residenciais de varias marcas inclúen placas de circuíto impreso de dobre capa.
● Amplificadores, PCB de dobre capa están equipados con unidades de amplificadores empregados por moitos músicos.
● Impresoras, varios periféricos de computadora dependen de PCB de dobre capa.
3-3. PCB de catro capas
Un PCB de 4 capas é unha placa de circuíto impreso con catro capas condutivas: arriba, dúas capas interiores e inferior. Ambas as capas interiores son o núcleo, normalmente usadas como plano de potencia ou terra, mentres que as capas superiores e inferiores exteriores úsanse para colocar compoñentes e sinais de enrutamento.
As capas exteriores normalmente están cubertas cunha capa de resistencia de soldadura con almofadas expostas para proporcionar puntos de colocación para conectar dispositivos montados en superficie e compoñentes a través do burato. Os buracos úsanse normalmente para proporcionar conexións entre as catro capas, que se laminan entre si para formar un taboleiro.
Aquí está o desglose destas capas:
- Capa 1: capa inferior, normalmente feita de cobre. Serve como base de toda a placa de circuíto, proporcionando soporte para as outras capas.
- Capa 2: Capa de alimentación. Dáse nome así porque proporciona enerxía limpa e estable a todos os compoñentes da placa de circuíto.
- Capa 3: capa de plano terrestre, que serve como fonte de terra para todos os compoñentes da placa de circuíto.
- Capa 4: capa superior usada para os sinais de enrutamento e proporcionar puntos de conexión para compoñentes.
Nun deseño de PCB de 4 capas, 4 trazas de cobre están separados por 3 capas de dieléctrico interno e están seladas na parte superior e inferior con capas de resistencia á soldadura. Normalmente, as regras de deseño para PCBs de 4 capas móstranse empregando 9 trazas e 3 cores: marrón para cobre, gris para núcleo e pre -pre -e verde para resistir a soldadura.
Vantaxes:
● Durabilidade: os PCB de catro capas son máis robustos que as placas dunha soa capa e de dobre capa.
● Tamaño compacto: o pequeno deseño de PCB de catro capas pode adaptarse a unha ampla gama de dispositivos.
● Flexibilidade: os PCB de catro capas poden funcionar en varios tipos de dispositivos electrónicos, incluídos outros sinxelos e complexos.
● Seguridade: aliñando correctamente as capas de potencia e terra, os PCB de catro capas poden protexerse contra a interferencia electromagnética.
● Lightweight: os dispositivos equipados con PCB de catro capas requiren menos cableado interno, polo que normalmente son máis lixeiros de peso.
Aplicacións:
● Sistemas de satélite - Os PCB de varias capas están equipados en satélites en orbitación.
● Dispositivos de man: os teléfonos intelixentes e as tabletas están normalmente equipados con PCB de catro capas.
● Equipos de exploración espacial - As placas de circuíto impreso de varias capas proporcionan enerxía aos equipos de exploración de espazo.
3-4. 6 capas PCB
Un PCB de 6 capas é esencialmente unha placa de 4 capas con dúas capas de sinal adicionais engadidas entre os planos. Un Stackup estándar de PCB de 6 capas inclúe 4 capas de enrutamento (dúas exteriores e dous interiores) e 2 planos internos (un para terra e outro para a potencia).
Proporcionando 2 capas internas para sinais de alta velocidade e 2 capas exteriores para sinais de baixa velocidade amplifica significativamente a EMI (interferencia electromagnética). EMI é a enerxía dos sinais dentro dos dispositivos electrónicos que se perturban por radiación ou indución.
Existen varios arranxos para o empate dun PCB de 6 capas, pero o número de capas de potencia, sinal e terra empregadas depende dos requisitos da aplicación.
Unha estándar de 6 capasPCB StackupInclúe capa superior - Prepreg - capa de terra interna - núcleo - capa de enrutamento interno - prepreg - capa de enrutamento interno - núcleo - capa de potencia interna - pre -prepreg - capa inferior.
Aínda que se trata dunha configuración estándar, pode que non sexa adecuado para todos os deseños de PCB, e pode ser necesario reposicionar as capas ou ter capas máis específicas. Non obstante, hai que considerar a eficiencia do cableado e a minimización do crosstalk ao colocalas.
Vantaxes:
● Forza: os PCB de seis capas son máis grosos que os seus predecesores máis finos e, polo tanto, máis robustos.
● Compactidade: as placas con seis capas deste grosor teñen maiores capacidades técnicas e poden consumir menos ancho.
● Alta capacidade - Seis capas ou máis PCB proporcionan enerxía óptima para dispositivos electrónicos e reducen enormemente a posibilidade de interferencias de cruzamento e electromagnética.
Aplicacións:
● Computers - PCBs de 6 capas axudaron a impulsar o rápido desenvolvemento de ordenadores persoais, tornándoos máis compactos, máis lixeiros e máis rápidos.
● Almacenamento de datos: a alta capacidade de PCB de seis capas fixo que os dispositivos de almacenamento de datos cada vez sexan cada vez máis abundantes na última década.
● Sistemas de alarma de incendios: usando 6 ou máis placas de circuíto, os sistemas de alarma fanse máis precisos no momento de detectar o perigo real.
A medida que o número de capas nunha placa de circuíto impreso aumenta máis aló da cuarta e sexta capa, engádense máis capas de cobre condutivas e capas de material dieléctrico á empilhada.
Por exemplo, un PCB de oito capas contén catro planos e catro capas de cobre de sinal - oito en total - conectadas por sete filas de material dieléctrico. O empate de oito capas está selado con capas de máscara de soldadura dieléctricas na parte superior e inferior. Esencialmente, o pilas PCB de oito capas é similar ao de seis capas, pero cun par de columna de cobre e prepreg.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
Tempo de publicación: xuño-26-2023
