วิศวกรไฟฟ้ามักจะเผชิญกับภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกในการกำหนดจำนวนเลเยอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกการออกแบบ PCB- จะใช้เลเยอร์มากขึ้นหรือน้อยลงหรือไม่? คุณจะตัดสินใจเกี่ยวกับจำนวนเลเยอร์สำหรับ PCB ได้อย่างไร?
1. เลเยอร์ PCB หมายถึงอะไร?
เลเยอร์ของ PCB อ้างถึงชั้นทองแดงที่ลามิเนตกับพื้นผิว- ยกเว้นPCBs ชั้นเดียวที่มีชั้นทองแดงเพียงชั้นเดียว PCB ทั้งหมดที่มีสองชั้นขึ้นไปมีจำนวนเลเยอร์เท่ากัน ส่วนประกอบจะถูกบัดกรีลงบนชั้นนอกสุดในขณะที่ชั้นอื่น ๆ ทำหน้าที่เป็นการเชื่อมต่อการเดินสาย อย่างไรก็ตาม PCB ระดับสูงบางส่วนจะฝังส่วนประกอบภายในชั้นด้านใน
PCB ใช้ในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องจักรต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคยานยนต์โทรคมนาคม, การบินและอวกาศ, ทหารและการแพทย์
อุตสาหกรรม จำนวนเลเยอร์และขนาดของบอร์ดเฉพาะกำหนดพลังงานและความจุของ PCB เมื่อจำนวนเลเยอร์เพิ่มขึ้นฟังก์ชั่นก็เช่นกัน
2. จะกำหนดจำนวนเลเยอร์ PCB ได้อย่างไร?
เมื่อตัดสินใจเลือกจำนวนเลเยอร์ที่เหมาะสมสำหรับ PCB เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาถึงประโยชน์ของการใช้งานหลายชั้นกับเลเยอร์เดี่ยวหรือสองชั้น ในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องพิจารณาข้อดีของการใช้การออกแบบเลเยอร์เดียวเมื่อเทียบกับการออกแบบหลายชั้น ปัจจัยเหล่านี้สามารถประเมินได้จากห้ามุมมองต่อไปนี้:
2-1. PCB จะใช้ที่ไหน?
เมื่อพิจารณาข้อกำหนดสำหรับบอร์ด PCB มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ที่ตั้งใจไว้ว่า PCB จะใช้ในเช่นเดียวกับข้อกำหนดของแผงวงจรเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว ซึ่งรวมถึงการระบุว่าจะใช้บอร์ด PCB ในความซับซ้อนและ
ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนหรือในผลิตภัณฑ์ที่ง่ายกว่าด้วยฟังก์ชั่นพื้นฐาน
2-2. ความถี่ในการทำงานใดที่จำเป็นสำหรับ PCB?
ปัญหาของความถี่ในการทำงานจะต้องได้รับการพิจารณาเมื่อออกแบบ PCB เนื่องจากพารามิเตอร์นี้กำหนดฟังก์ชั่นและความสามารถของ PCB สำหรับความสามารถในการใช้งานความเร็วและการปฏิบัติงานที่สูงขึ้น PCB หลายชั้นเป็นสิ่งจำเป็น
2-3 งบประมาณโครงการคืออะไร?
ปัจจัยอื่น ๆ ที่ต้องพิจารณาคือต้นทุนการผลิตของเดี่ยว
และ PCB แบบสองชั้นกับ PCB แบบหลายชั้น หากคุณต้องการ PCB ที่มีกำลังการผลิตสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ค่าใช้จ่ายจะค่อนข้างสูง
บางคนถามเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนเลเยอร์ใน PCB และราคา โดยทั่วไปยิ่งมีเลเยอร์ PCB มากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีราคาสูงขึ้นเท่านั้น นี่เป็นเพราะการออกแบบและการผลิตPCB หลายชั้นใช้เวลานานขึ้นและมีค่าใช้จ่ายมากขึ้น แผนภูมิด้านล่างแสดงค่าใช้จ่ายเฉลี่ยของ PCB หลายชั้นสำหรับผู้ผลิตสามรายที่แตกต่างกันภายใต้เงื่อนไขดังต่อไปนี้:
ปริมาณการสั่งซื้อ PCB: 100;
ขนาด PCB: 400 มม. x 200 มม.;
จำนวนเลเยอร์: 2, 4, 6, 8, 10
แผนภูมิแสดงราคาเฉลี่ยของ PCB จากสาม บริษัท ที่แตกต่างกันไม่รวมค่าจัดส่ง ค่าใช้จ่ายของ PCB สามารถประเมินได้โดยใช้เว็บไซต์ใบเสนอราคา PCB ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเลือกพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันเช่นประเภทตัวนำขนาดปริมาณและจำนวนเลเยอร์ แผนภูมินี้ให้แนวคิดทั่วไปของราคา PCB เฉลี่ยจากผู้ผลิตสามรายเท่านั้นและราคาอาจแตกต่างกันไปตามจำนวนเลเยอร์ ไม่รวมค่าจัดส่ง เครื่องคิดเลขที่มีประสิทธิภาพมีให้บริการทางออนไลน์โดยผู้ผลิตเองเพื่อช่วยให้ลูกค้าประเมินค่าใช้จ่ายของวงจรที่พิมพ์ออกมาจากพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันเช่นประเภทตัวนำขนาดปริมาณปริมาณของชั้นวัสดุฉนวนความหนา ฯลฯ ฯลฯ
2-4. เวลาจัดส่งที่จำเป็นสำหรับ PCB คืออะไร?
เวลาการส่งมอบหมายถึงเวลาที่ใช้ในการผลิตและส่ง PCB แบบเดี่ยว/คู่/หลายชั้น เมื่อคุณต้องการผลิต PCB จำนวนมากเวลาจัดส่งต้องคำนึงถึง เวลาการส่งมอบสำหรับ PCBs เดี่ยว/คู่/หลายชั้นจะแตกต่างกันไปและขึ้นอยู่กับขนาดของพื้นที่ PCB แน่นอนถ้าคุณเต็มใจที่จะใช้จ่ายเงินมากขึ้นเวลาส่งมอบอาจสั้นลง
2-5. PCB ต้องการความหนาแน่นและเลเยอร์ใดบ้าง
จำนวนเลเยอร์ใน PCB ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของพินและเลเยอร์สัญญาณ ตัวอย่างเช่นความหนาแน่นของพิน 1.0 ต้องใช้ 2 เลเยอร์สัญญาณและเมื่อความหนาแน่นของพินลดลงจำนวนเลเยอร์ที่ต้องการจะเพิ่มขึ้น หากความหนาแน่นของพินคือ 0.2 หรือน้อยกว่าจำเป็นต้องใช้ PCB อย่างน้อย 10 ชั้น
3. ข้อดีของเลเยอร์ PCB ที่แตกต่างกัน-ชั้นเดี่ยว/สองชั้น/หลายชั้น
3-1. PCB ชั้นเดียว
การสร้าง PCB แบบชั้นเดียวนั้นง่ายซึ่งประกอบด้วยชั้นเดียวของชั้นที่กดและเชื่อมของวัสดุไฟฟ้านำไฟฟ้า ชั้นแรกถูกปกคลุมด้วยแผ่นหุ้มทองแดงและจากนั้นใช้ชั้น resist reesist แผนภาพของ PCB ชั้นเดียวมักจะแสดงแถบสีสามสีเพื่อแสดงชั้นและสองชั้นที่ครอบคลุม-สีเทาสำหรับชั้นไดอิเล็กทริกเองสีน้ำตาลสำหรับแผ่นทองแดงและสีเขียวสำหรับชั้น resist
ข้อดี:
●ต้นทุนการผลิตต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคซึ่งมีประสิทธิภาพต้นทุนสูงขึ้น
●การประกอบส่วนประกอบการขุดเจาะการบัดกรีและการติดตั้งนั้นค่อนข้างง่ายและกระบวนการผลิตมีโอกาสน้อยที่จะประสบปัญหา
●ประหยัดและเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก
●ตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการออกแบบที่มีความหนาแน่นต่ำ
แอปพลิเคชัน:
●เครื่องคิดเลขพื้นฐานใช้ PCB แบบชั้นเดียว
●วิทยุเช่นนาฬิกาปลุกวิทยุราคาต่ำในร้านค้าสินค้าทั่วไปโดยทั่วไปจะใช้ PCB แบบชั้นเดียว
●เครื่องชงกาแฟมักใช้ PCB ชั้นเดียว
●เครื่องใช้ในครัวเรือนบางตัวใช้ PCB ชั้นเดียว
3-2. PCB สองชั้น
PCB สองชั้นมีการชุบทองแดงสองชั้นพร้อมชั้นฉนวนในระหว่างส่วนประกอบจะถูกวางไว้ทั้งสองด้านของบอร์ดซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเรียกว่า PCB สองด้าน พวกเขาผลิตโดยการเชื่อมต่อทองแดงสองชั้นพร้อมกับวัสดุอิเล็กทริกระหว่างกันและแต่ละด้านของทองแดงสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าที่แตกต่างกัน เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องใช้ความเร็วสูงและบรรจุภัณฑ์ขนาดกะทัดรัด
สัญญาณไฟฟ้าจะถูกกำหนดเส้นทางระหว่างทองแดงสองชั้นและวัสดุอิเล็กทริกระหว่างกันช่วยป้องกันไม่ให้สัญญาณเหล่านี้รบกวนซึ่งกันและกัน PCB สองชั้นเป็นแผงวงจรที่พบมากที่สุดและประหยัดที่สุดในการผลิต
PCB แบบสองชั้นคล้ายกับ PCB แบบชั้นเดียว แต่มีครึ่งด้านล่างของกระจกกลับด้าน เมื่อใช้ PCB แบบสองชั้นเลเยอร์อิเล็กทริกจะหนากว่า PCB แบบชั้นเดียว นอกจากนี้ยังมีการชุบทองแดงที่ด้านบนและด้านล่างของวัสดุอิเล็กทริก นอกจากนี้ด้านบนและด้านล่างของบอร์ดลามิเนตจะถูกปกคลุมด้วยชั้นต้านการบัดกรี
ไดอะแกรมของ PCB สองชั้นมักจะดูเหมือนแซนวิชสามชั้นที่มีชั้นสีเทาหนาอยู่ตรงกลางซึ่งแสดงถึงอิเล็กทริก, แถบสีน้ำตาลบนชั้นบนและล่างที่แสดงถึงทองแดงและแถบสีเขียวบาง ๆ ที่ด้านบนและด้านล่างแสดงชั้นความต้านทานบัดกรี
ข้อดี:
●การออกแบบที่ยืดหยุ่นทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่หลากหลาย
●โครงสร้างต้นทุนต่ำซึ่งทำให้สะดวกสำหรับการผลิตจำนวนมาก
●การออกแบบที่เรียบง่าย
●ขนาดเล็กเหมาะสำหรับอุปกรณ์ต่าง ๆ
แอปพลิเคชัน:
PCB แบบสองชั้นเหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียบง่ายและซับซ้อน ตัวอย่างของอุปกรณ์ที่ผลิตจำนวนมากที่มี PCB แบบสองชั้น ได้แก่ :
●หน่วย HVAC ระบบทำความร้อนที่อยู่อาศัยและระบบระบายความร้อนจากแบรนด์ต่างๆทั้งหมดรวมถึงแผงวงจรพิมพ์สองชั้น
●แอมพลิฟายเออร์ PCB สองชั้นติดตั้งเครื่องขยายเสียงที่นักดนตรีหลายคนใช้
●เครื่องพิมพ์อุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์หลายเครื่องพึ่งพา PCB แบบสองชั้น
3-3. PCB สี่ชั้น
PCB 4 ชั้นเป็นแผงวงจรพิมพ์ที่มีชั้นนำสี่ชั้น: ด้านบนสองชั้นด้านในและด้านล่าง ชั้นในทั้งสองเป็นแกนกลางโดยทั่วไปใช้เป็นพลังงานหรือระนาบกราวด์ในขณะที่ชั้นด้านบนและชั้นล่างจะใช้สำหรับการวางส่วนประกอบและสัญญาณการกำหนดเส้นทาง
ชั้นด้านนอกมักจะถูกปกคลุมด้วยชั้นต้านการบัดกรีด้วยแผ่นรองสัมผัสเพื่อให้จุดตำแหน่งสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ติดตั้งบนพื้นผิวและส่วนประกอบผ่านรู โดยทั่วไปแล้วจะใช้เพื่อให้การเชื่อมต่อระหว่างสี่ชั้นซึ่งถูกลามิเนตเข้าด้วยกันเพื่อสร้างบอร์ด
นี่คือรายละเอียดของเลเยอร์เหล่านี้:
- เลเยอร์ 1: ชั้นล่างมักจะทำจากทองแดง มันทำหน้าที่เป็นรากฐานของแผงวงจรทั้งหมดให้การสนับสนุนสำหรับชั้นอื่น ๆ
- เลเยอร์ 2: เลเยอร์พลังงาน มันตั้งชื่อด้วยวิธีนี้เพราะให้พลังงานที่สะอาดและมั่นคงแก่ส่วนประกอบทั้งหมดบนแผงวงจร
- เลเยอร์ 3: ชั้นระนาบกราวด์ทำหน้าที่เป็นแหล่งพื้นดินสำหรับส่วนประกอบทั้งหมดบนแผงวงจร
- เลเยอร์ 4: ชั้นบนสุดที่ใช้สำหรับสัญญาณการกำหนดเส้นทางและให้จุดเชื่อมต่อสำหรับส่วนประกอบ
ในการออกแบบ PCB 4 ชั้นร่องรอยทองแดง 4 ตัวจะถูกคั่นด้วยอิเล็กทริกภายใน 3 ชั้นและปิดผนึกที่ด้านบนและด้านล่างด้วยเลเยอร์ต้านทานบัดกรี โดยทั่วไปกฎการออกแบบสำหรับ PCB 4 ชั้นจะแสดงโดยใช้ร่องรอย 9 และ 3 สี - สีน้ำตาลสำหรับทองแดงสีเทาสำหรับแกนและ prepreg และสีเขียวสำหรับการต่อต้านการบัดกรี
ข้อดี:
●ความทนทาน-PCB สี่ชั้นมีความแข็งแกร่งมากกว่าบอร์ดชั้นเดียวและสองชั้น
●ขนาดกะทัดรัด - การออกแบบขนาดเล็กของ PCB สี่ชั้นสามารถพอดีกับอุปกรณ์ที่หลากหลาย
●ความยืดหยุ่น - PCB สี่ชั้นสามารถทำงานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายประเภทรวมถึงอุปกรณ์ที่เรียบง่ายและซับซ้อน
●ความปลอดภัย - โดยการจัดแนวพลังงานและชั้นดินอย่างถูกต้อง PCB สี่ชั้นสามารถป้องกันการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
●น้ำหนักเบา - อุปกรณ์ที่ติดตั้ง PCB สี่ชั้นต้องการการเดินสายภายในน้อยลงดังนั้นโดยทั่วไปแล้วจะมีน้ำหนักเบากว่า
แอปพลิเคชัน:
●ระบบดาวเทียม - PCB หลายชั้นติดตั้งในดาวเทียมที่โคจรรอบ
●อุปกรณ์พกพา - สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตมักจะติดตั้ง PCB สี่ชั้น
●อุปกรณ์สำรวจอวกาศ - แผงวงจรพิมพ์หลายชั้นให้อุปกรณ์การสำรวจอวกาศ
3-4. 6 เลเยอร์ PCB
PCB 6 ชั้นเป็นบอร์ด 4 ชั้นที่มีเลเยอร์สัญญาณเพิ่มเติมสองชั้นเพิ่มระหว่างเครื่องบิน PCB stackup 6 ชั้นมาตรฐานประกอบด้วย 4 เลเยอร์การกำหนดเส้นทาง (สองด้านนอกและสองด้านใน) และ 2 ระนาบภายใน (หนึ่งสำหรับพื้นดินและหนึ่งสำหรับพลังงาน)
ให้ 2 ชั้นภายในสำหรับสัญญาณความเร็วสูงและ 2 ชั้นนอกสำหรับสัญญาณความเร็วต่ำอย่างมีนัยสำคัญขยาย EMI (สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า) อย่างมีนัยสำคัญ EMI เป็นพลังงานของสัญญาณภายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกรบกวนจากการแผ่รังสีหรือการเหนี่ยวนำ
มีการเตรียมการต่าง ๆ สำหรับ stackup ของ PCB 6 ชั้น แต่จำนวนพลังงานสัญญาณและชั้นพื้นดินที่ใช้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน
มาตรฐาน 6 ชั้นpcb stackupรวมถึงเลเยอร์ด้านบน - Prepreg - ชั้นกราวด์ภายใน - แกน - เลเยอร์การกำหนดเส้นทางภายใน - Prepreg - เลเยอร์การกำหนดเส้นทางภายใน - แกนกลาง - เลเยอร์พลังงานภายใน - เลเยอร์ prepreg - ชั้นล่าง
แม้ว่านี่จะเป็นการกำหนดค่ามาตรฐาน แต่อาจไม่เหมาะสำหรับการออกแบบ PCB ทั้งหมดและอาจจำเป็นต้องเปลี่ยนตำแหน่งเลเยอร์หรือมีเลเยอร์ที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น อย่างไรก็ตามต้องพิจารณาประสิทธิภาพการเดินสายและการลดขนาดของ crosstalk เมื่อวางไว้
ข้อดี:
●ความแข็งแรง - PCBs หกชั้นหนากว่ารุ่นก่อนที่บางกว่าและมีความแข็งแกร่งมากขึ้น
●ความกะทัดรัด - บอร์ดที่มีความหนาหกชั้นนี้มีความสามารถทางเทคนิคมากขึ้นและสามารถใช้ความกว้างน้อยลง
●ความจุสูง - PCBs หกชั้นหรือมากกว่านั้นให้พลังงานที่ดีที่สุดสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และลดความเป็นไปได้ของ crosstalk และสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างมาก
แอปพลิเคชัน:
●คอมพิวเตอร์ - PCB 6 ชั้นช่วยขับเคลื่อนการพัฒนาอย่างรวดเร็วของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทำให้พวกเขามีขนาดกะทัดรัดเบาลงและเร็วขึ้น
●การจัดเก็บข้อมูล - ความจุสูงของ PCBs หกชั้นทำให้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลมีมากขึ้นเรื่อย ๆ ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา
●ระบบสัญญาณเตือนไฟไหม้ - การใช้แผงวงจร 6 ตัวขึ้นไประบบเตือนภัยมีความแม่นยำมากขึ้นในขณะที่ตรวจจับอันตรายที่แท้จริง
เมื่อจำนวนเลเยอร์ในแผงวงจรที่พิมพ์เพิ่มขึ้นเกินชั้นที่สี่และหกชั้นทองแดงนำไฟฟ้าและชั้นวัสดุอิเล็กทริกจะถูกเพิ่มเข้าไปในสแต็กอัพ
ตัวอย่างเช่น PCB แปดชั้นมีเครื่องบินสี่ลำและเลเยอร์ทองแดงสัญญาณสี่ตัว - แปดทั้งหมด - เชื่อมต่อด้วยวัสดุอิเล็กทริกเจ็ดแถว stackup แปดชั้นถูกปิดผนึกด้วยเลเยอร์หน้ากากประสานอิเล็กทริกที่ด้านบนและด้านล่าง โดยพื้นฐานแล้ว PCB stackup แปดชั้นนั้นคล้ายกับหกชั้น แต่มีคอลัมน์ทองแดงและคอลัมน์ Prepreg ที่เพิ่มเข้ามา
Shenzhen Anke PCB Co. , Ltd
2023-6-17
เวลาโพสต์: Jun-26-2023
