Insinyur listrik sering menghadapi dilema menentukan jumlah lapisan optimal untuk aDesain PCB. Apakah lebih baik menggunakan lebih banyak lapisan atau lebih sedikit lapisan? Bagaimana Anda membuat keputusan tentang jumlah lapisan untuk PCB?
1. Apa arti lapisan PCB?
Lapisan PCB mengacu pada lapisan tembaga yang dilaminasi dengansubstrat. KecualiPCB lapis tunggalItu hanya memiliki satu lapisan tembaga, semua PCB dengan dua atau lebih lapisan memiliki jumlah lapisan genap. Komponen disolder ke lapisan terluar, sedangkan lapisan lainnya berfungsi sebagai koneksi kabel. Namun, beberapa PCB kelas atas juga akan menanamkan komponen dalam lapisan dalam.
PCB digunakan untuk memproduksi berbagai perangkat elektronik dan mesin di berbagai industri, sepertiElektronik Konsumen, otomotif,Telekomunikasi, dirgantara, militer, dan medis
Industri. Jumlah lapisan dan ukuran papan tertentu menentukan daya dankapasitasdari PCB. Ketika jumlah lapisan meningkat, demikian pula fungsionalitasnya.
2. Bagaimana menentukan jumlah lapisan PCB?
Saat memutuskan jumlah lapisan yang sesuai untuk PCB, penting untuk mempertimbangkan manfaat menggunakanbanyak lapisanversus lapisan tunggal atau ganda. Pada saat yang sama, juga perlu untuk mempertimbangkan keuntungan menggunakan desain lapisan tunggal versus yang dari desain multilayer. Faktor -faktor ini dapat dievaluasi dari lima perspektif berikut:
2-1. Di mana PCB akan digunakan?
Saat menentukan spesifikasi untuk papan PCB, sangat penting untuk mempertimbangkan mesin atau peralatan yang dimaksud yang akan digunakan PCB, serta persyaratan papan sirkuit spesifik untuk peralatan tersebut. Ini termasuk mengidentifikasi apakah papan PCB akan digunakan secara canggih dan
Produk elektronik yang kompleks, atau dalam produk yang lebih sederhana dengan fungsi dasar.
2-2. Frekuensi kerja apa yang dibutuhkan untuk PCB?
Masalah frekuensi kerja perlu dipertimbangkan saat merancang PCB karena parameter ini menentukan fungsionalitas dan kapasitas PCB. Untuk kecepatan dan kemampuan operasional yang lebih tinggi, PCB multi-layer sangat penting.
2-3. Apa anggaran proyeknya?
Faktor lain yang perlu dipertimbangkan adalah biaya produksi tunggal
dan PCB lapisan ganda versus PCB multi-lapisan. Jika Anda ingin PCB dengan kapasitas setinggi mungkin, biayanya pasti relatif tinggi.
Beberapa orang bertanya tentang hubungan antara jumlah lapisan dalam PCB dan harganya. Secara umum, semakin banyak lapisan yang dimiliki PCB, semakin tinggi harganya. Ini karena mendesain danmanufakturPCB multi-layer membutuhkan waktu lebih lama dan karenanya harganya lebih mahal. Bagan di bawah ini menunjukkan biaya rata-rata PCB multi-lapisan untuk tiga produsen yang berbeda dalam kondisi berikut:
Kuantitas Pesanan PCB: 100;
Ukuran PCB: 400mm x 200mm;
Jumlah lapisan: 2, 4, 6, 8, 10.
Bagan ini menampilkan harga rata -rata PCB dari tiga perusahaan yang berbeda, tidak termasuk biaya pengiriman. Biaya PCB dapat dievaluasi menggunakan situs web kutipan PCB, yang memungkinkan Anda untuk memilih parameter yang berbeda seperti jenis konduktor, ukuran, jumlah, dan jumlah lapisan. Bagan ini hanya memberikan gagasan umum tentang rata -rata harga PCB dari tiga produsen, dan harga dapat bervariasi sesuai dengan jumlah lapisan. Biaya pengiriman tidak termasuk. Kalkulator yang efektif tersedia secara online, disediakan oleh produsen sendiri untuk membantu pelanggan mengevaluasi biaya sirkuit cetak berdasarkan parameter yang berbeda seperti jenis konduktor, ukuran, jumlah, jumlah lapisan, bahan isolasi, ketebalan, dll.
2-4. Berapa waktu pengiriman yang diperlukan untuk PCB?
Waktu pengiriman mengacu pada waktu yang diperlukan untuk memproduksi dan memberikan PCB tunggal/ganda/multilayer. Ketika Anda perlu menghasilkan PCB dalam jumlah besar,waktu pengirimanperlu diperhitungkan. Waktu pengiriman untuk PCB tunggal/ganda/multilayer bervariasi dan tergantung pada ukuran area PCB. Tentu saja, jika Anda bersedia menghabiskan lebih banyak uang, waktu pengiriman dapat dipersingkat.
2-5. Lapisan kerapatan dan sinyal apa yang dibutuhkan PCB?
Jumlah lapisan dalam PCB tergantung pada kepadatan pin dan lapisan sinyal. Misalnya, kepadatan pin 1,0 membutuhkan 2 lapisan sinyal, dan seiring kerapatan pin berkurang, jumlah lapisan yang diperlukan akan meningkat. Jika kepadatan pinnya 0,2 atau kurang, setidaknya 10 lapisan PCB diperlukan.
3. Keuntungan dari berbagai lapisan PCB-lapisan tunggal/lapis ganda/multi-layer.
3-1. PCB lapisan tunggal
Konstruksi PCB lapisan tunggal sederhana, terdiri dari satu lapisan lapisan yang ditekan dan dilas dari bahan konduktif elektrik. Lapisan pertama ditutupi dengan pelat berbalut tembaga, dan kemudian lapisan penyolder diterapkan. Diagram PCB lapis tunggal biasanya menunjukkan tiga strip berwarna untuk mewakili lapisan dan dua lapisan penutupnya-abu-abu untuk lapisan dielektrik itu sendiri, coklat untuk pelat berbalut tembaga, dan hijau untuk lapisan yang resist solder.
Keuntungan:
● Biaya manufaktur yang rendah, terutama untuk produksi elektronik konsumen, yang memiliki efisiensi biaya yang lebih tinggi.
● Perakitan komponen, pengeboran, solder, dan instalasi relatif sederhana, danproses produksilebih kecil kemungkinannya untuk menghadapi masalah.
● Ekonomi dan cocok untuk produksi massal.
● Pilihan ideal untuk desain dengan kepadatan rendah.
Aplikasi:
● Kalkulator dasar menggunakan PCB lapisan tunggal.
● Radio, seperti jam alarm radio dengan harga murah di toko barang dagangan umum, biasanya menggunakan PCB lapisan tunggal.
● Mesin kopi sering menggunakan PCB lapisan tunggal.
● Beberapa peralatan rumah tangga menggunakan PCB lapisan tunggal.
3-2. PCB lapis ganda
PCB lapis ganda memiliki dua lapisan pelapisan tembaga dengan lapisan isolasi di antaranya.Komponenditempatkan di kedua sisi papan, itulah sebabnya juga disebut PCB dua sisi. Mereka diproduksi dengan menghubungkan dua lapisan tembaga bersama dengan bahan dielektrik di antaranya, dan masing -masing sisi tembaga dapat mengirimkan sinyal listrik yang berbeda. Mereka cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kemasan berkecepatan tinggi dan kompak.
Sinyal listrik dialihkan antara dua lapisan tembaga, dan bahan dielektrik di antara mereka membantu mencegah sinyal -sinyal ini saling mengganggu. PCB lapis ganda adalah papan sirkuit yang paling umum dan ekonomis untuk diproduksi.
PCB lapis ganda mirip dengan PCB lapisan tunggal, tetapi memiliki bagian bawah terbalik terbalik. Saat menggunakan PCB lapis ganda, lapisan dielektrik lebih tebal dari PCB lapisan tunggal. Selain itu, ada pelapisan tembaga di sisi atas dan bawah dari bahan dielektrik. Selain itu, bagian atas dan bawah papan laminasi ditutupi dengan lapisan resist solder.
Diagram PCB lapis ganda biasanya terlihat seperti sandwich tiga lapis, dengan lapisan abu-abu tebal di tengah mewakili dielektrik, garis-garis coklat di lapisan atas dan bawah yang mewakili tembaga, dan garis-garis hijau tipis di bagian atas dan bawah yang mewakili lapisan tahan solder.
Keuntungan:
● Desain fleksibel membuatnya cocok untuk berbagai perangkat.
● Struktur berbiaya rendah yang membuatnya nyaman untuk produksi massal.
● Desain sederhana.
● Ukuran kecil yang cocok untuk berbagai peralatan.
Aplikasi:
PCB lapis ganda cocok untuk berbagai perangkat elektronik sederhana dan kompleks. Contoh peralatan yang diproduksi secara massal yang menampilkan PCB lapis ganda meliputi:
● Unit HVAC, pemanas perumahan dan sistem pendingin dari berbagai merek semuanya termasuk papan sirkuit cetak lapis ganda.
● Amplifier, PCB lapis ganda dilengkapi dengan unit penguat yang digunakan oleh banyak musisi.
● Printer, berbagai periferal komputer mengandalkan PCB lapis ganda.
3-3. PCB empat lapis
PCB 4-lapis adalah papan sirkuit cetak dengan empat lapisan konduktif: atas, dua lapisan dalam, dan bawah. Kedua lapisan dalam adalah inti, biasanya digunakan sebagai bidang daya atau tanah, sedangkan lapisan bagian atas dan bawah digunakan untuk menempatkan komponen dan sinyal perutean.
Lapisan luar biasanya ditutupi dengan lapisan resist solder dengan bantalan terbuka untuk memberikan titik penempatan untuk menghubungkan perangkat yang dipasang di permukaan dan komponen melalui lubang. Melalui lubang biasanya digunakan untuk memberikan koneksi antara empat lapisan, yang dilaminasi bersama untuk membentuk papan.
Berikut adalah rincian lapisan ini:
- Lapisan 1: Lapisan bawah, biasanya terbuat dari tembaga. Ini berfungsi sebagai fondasi seluruh papan sirkuit, memberikan dukungan untuk lapisan lain.
- Lapisan 2: Lapisan Daya. Diberi nama dengan cara ini karena memberikan daya yang bersih dan stabil untuk semua komponen di papan sirkuit.
- Lapisan 3: Lapisan bidang tanah, berfungsi sebagai sumber tanah untuk semua komponen di papan sirkuit.
- Layer 4: Lapisan atas yang digunakan untuk sinyal perutean dan menyediakan titik koneksi untuk komponen.
Dalam desain PCB 4-lapis, 4 jejak tembaga dipisahkan oleh 3 lapisan dielektrik internal dan disegel di bagian atas dan bawah dengan lapisan tahan solder. Biasanya, aturan desain untuk PCB 4 -lapis ditampilkan menggunakan 9 jejak dan 3 warna - coklat untuk tembaga, abu -abu untuk inti dan prepreg, dan hijau untuk solder resist.
Keuntungan:
● Daya tahan-PCB empat lapis lebih kuat daripada papan lapisan tunggal dan lapis ganda.
● Ukuran Compact - Desain kecil PCB empat lapis dapat sesuai dengan berbagai perangkat.
● Fleksibilitas - PCB empat lapis dapat bekerja di berbagai jenis perangkat elektronik, termasuk yang sederhana dan kompleks.
● Keselamatan - Dengan menyelaraskan lapisan daya dan tanah dengan benar, PCB empat lapis dapat melindungi terhadap gangguan elektromagnetik.
● Ringan - perangkat yang dilengkapi dengan PCB empat lapis membutuhkan kabel internal yang lebih sedikit, sehingga mereka biasanya lebih ringan.
Aplikasi:
● Sistem satelit - PCB multi -lapisan dilengkapi dengan satelit yang mengorbit.
● Perangkat genggam - Smartphone dan tablet biasanya dilengkapi dengan PCB empat lapis.
● Peralatan Eksplorasi Luar Angkasa - Papan sirkuit cetak multi -layer menyediakan daya untuk peralatan eksplorasi ruang angkasa.
3-4. 6 lapisan PCB
PCB 6-lapis pada dasarnya adalah papan 4-lapis dengan dua lapisan sinyal tambahan yang ditambahkan di antara pesawat. Stackup PCB 6-lapis standar mencakup 4 lapisan perutean (dua bidang luar dan dua dalam) dan 2 bidang internal (satu untuk tanah dan satu untuk daya).
Menyediakan 2 lapisan internal untuk sinyal berkecepatan tinggi dan 2 lapisan luar untuk sinyal berkecepatan rendah secara signifikan menguatkan EMI (gangguan elektromagnetik). EMI adalah energi sinyal dalam perangkat elektronik yang terganggu oleh radiasi atau induksi.
Ada berbagai pengaturan untuk tumpukan PCB 6-lapis, tetapi jumlah daya, sinyal, dan lapisan tanah yang digunakan tergantung pada persyaratan aplikasi.
6-lapis standarPCB StackupTermasuk lapisan atas - prepreg - lapisan tanah internal - inti - lapisan perutean internal - prepreg - lapisan perutean internal - inti - lapisan daya internal - prepreg - lapisan bawah.
Meskipun ini adalah konfigurasi standar, mungkin tidak cocok untuk semua desain PCB, dan mungkin perlu memposisikan ulang lapisan atau memiliki lapisan yang lebih spesifik. Namun, efisiensi kabel dan minimalisasi crosstalk harus dipertimbangkan saat menempatkannya.
Keuntungan:
● Kekuatan - PCB enam lapis lebih tebal dari pendahulunya yang lebih tipis dan karenanya lebih kuat.
● Kekompakunan - Papan dengan enam lapisan ketebalan ini memiliki kemampuan teknis yang lebih besar dan dapat mengkonsumsi lebih sedikit lebar.
● Kapasitas tinggi - PCB enam lapis atau lebih memberikan daya optimal untuk perangkat elektronik dan sangat mengurangi kemungkinan gangguan crosstalk dan elektromagnetik.
Aplikasi:
● Komputer - PCB 6 -lapis membantu mendorong pengembangan cepat komputer pribadi, membuatnya lebih kompak, lebih ringan, dan lebih cepat.
● Penyimpanan Data - Kapasitas tinggi PCB enam lapis telah membuat perangkat penyimpanan data semakin berlimpah selama dekade terakhir.
● Sistem Alarm Kebakaran - Menggunakan 6 atau lebih papan sirkuit, sistem alarm menjadi lebih akurat pada saat mendeteksi bahaya nyata.
Karena jumlah lapisan dalam papan sirkuit cetak meningkat melampaui lapisan keempat dan keenam, lapisan tembaga yang lebih konduktif dan lapisan material dielektrik ditambahkan ke tumpukan.
Misalnya, PCB delapan lapis berisi empat bidang dan empat lapisan tembaga sinyal - total delapan - dihubungkan oleh tujuh baris bahan dielektrik. Stackup delapan lapis disegel dengan lapisan mask solder dielektrik di atas dan bawah. Pada dasarnya, stackup PCB delapan lapis mirip dengan enam lapis, tetapi dengan sepasang kolom tembaga dan prepreg tambahan.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
Waktu posting: Jun-26-2023
