לעיתים קרובות מהנדסי חשמל מתמודדים עם הדילמה של קביעת המספר האופטימלי של השכבות עבור אעיצוב PCBו האם עדיף להשתמש יותר בשכבות או פחות שכבות? איך אתה מקבל את ההחלטה על מספר השכבות עבור PCB?
1. מה המשמעות של שכבת PCB?
שכבות ה- PCB מתייחסות לשכבות הנחושת שנמצאות למינציה עםמצעו למעטPCBs בשכבה יחידהשיש להם רק שכבת נחושת אחת, לכל ה- PCB עם שתי שכבות או יותר יש מספר שווה של שכבות. הרכיבים מלחמים על השכבה החיצונית ביותר, ואילו השכבות האחרות משמשות חיבורי חיווט. עם זאת, חלק מה- PCB המתקדמים יטמיעו גם רכיבים בשכבות הפנימיות.
PCBs משמשים לייצור מכשירים ומכונות אלקטרוניות שונות בתעשיות שונות, כגוןאלקטרוניקה צרכנית, רכב,טלקומוניקציה, חלל, צבא ורפואה
תעשיות. מספר השכבות והגודל של לוח ספציפי קובע את הכוח ויְכוֹלֶתשל ה- PCB. ככל שמספר השכבות גדל, כך גם הפונקציונליות.
2. כיצד לקבוע את מספר שכבות ה- PCB?
כאשר מחליטים על מספר השכבות המתאים עבור PCB, חשוב לקחת בחשבון את היתרונות של השימוששכבות מרובותלעומת שכבות בודדות או כפולות. יחד עם זאת, יש לקחת בחשבון גם את היתרונות של שימוש בעיצוב שכבה יחידה לעומת אלה של עיצובים רב שכבתיים. ניתן להעריך גורמים אלה מחמש נקודות המבט הבאות:
2-1. היכן ישתמש ב- PCB?
בעת קביעת המפרט של לוח PCB, חשוב לקחת בחשבון את המכונה או הציוד המיועד בו ישמש את ה- PCB, כמו גם את דרישות הלוח הספציפיות לציוד כזה. זה כולל זיהוי אם לוח ה- PCB ישמש בכתובת מתוחכמת ו
מוצרים אלקטרוניים מורכבים, או במוצרים פשוטים יותר עם פונקציונליות בסיסית.
2-2. איזה תדר עבודה נדרש עבור ה- PCB?
יש לקחת בחשבון את סוגיית תדר העבודה בעת תכנון PCB מכיוון שפרמטר זה קובע את הפונקציונליות והיכולת של ה- PCB. עבור יכולות מהירות ותפעול גבוהה יותר, PCBs רב שכבתיים הם חיוניים.
2-3. מה תקציב הפרויקט?
גורמים אחרים שיש לקחת בחשבון הם עלויות הייצור של יחיד
ושכבה כפולה PCBs לעומת PCBs רב שכבתי. אם אתה רוצה PCB עם קיבולת גבוהה ככל האפשר, העלות בהכרח תהיה גבוהה יחסית.
יש אנשים ששואלים על הקשר בין מספר השכבות ב- PCB לבין מחירו. באופן כללי, ככל שיש ל- PCB יותר שכבות, כך מחירו גבוה יותר. הסיבה לכך היא שתכנון וייצורPCB רב שכבתי לוקח זמן רב יותר ולכן עולה יותר. התרשים שלהלן מציג את העלות הממוצעת של PCBs רב שכבתי עבור שלושה יצרנים שונים בתנאים הבאים:
כמות הזמנת PCB: 100;
גודל PCB: 400 מ"מ x 200 מ"מ;
מספר השכבות: 2, 4, 6, 8, 10.
התרשים מציג את המחיר הממוצע של PCB משלוש חברות שונות, לא כולל עלויות משלוח. ניתן להעריך את עלות PCB באמצעות אתרי ציטוט PCB, המאפשרים לך לבחור פרמטרים שונים כמו סוג מוליך, גודל, כמות ומספר שכבות. תרשים זה מספק רק מושג כללי של מחירי ה- PCB הממוצעים של שלושה יצרנים, והמחירים עשויים להשתנות בהתאם למספר השכבות. עלויות משלוח אינן כלולות. מחשבונים אפקטיביים זמינים באופן מקוון, המסופקים על ידי היצרנים עצמם כדי לעזור ללקוחות להעריך את עלות המעגלים המודפסים שלהם על סמך פרמטרים שונים כמו סוג מוליך, גודל, כמות, מספר שכבות, חומרי בידוד, עובי וכו '.
2-4. מהו זמן המסירה הנדרש עבור ה- PCB?
זמן המסירה מתייחס לזמן שלוקח לייצור ולספק PCB יחיד/כפול/רב שכבתי. כשאתה צריך לייצר כמות גדולה של PCBs,זמן אספקהצריך לקחת בחשבון. זמן המסירה עבור PCB יחיד/כפול/רב שכבתי משתנה ותלוי בגודל אזור ה- PCB. כמובן שאם אתה מוכן לבזבז יותר כסף, ייתכן שזמן המסירה יקצר.
2-5. איזו צפיפות ושכבת אות דורש ה- PCB?
מספר השכבות ב- PCB תלוי בצפיפות הסיכה ובשכבות האות. לדוגמה, צפיפות סיכה של 1.0 דורשת 2 שכבות אות, וככל שצפיפות ה- PIN יורדת, מספר השכבות הנדרשות יגדל. אם צפיפות ה- PIN היא 0.2 או פחות, נדרשות לפחות 10 שכבות של PCB.
3. מועילים של שכבות PCB שונות-שכבה יחידה/שכבה כפולה/רב שכבתית.
3-1. PCB בשכבה יחידה
בניית PCB בשכבה יחידה פשוטה, המורכבת משכבה יחידה של שכבות לחוצות וריתוך של חומר מוליך חשמלי. השכבה הראשונה מכוסה בצלחת לבוש נחושת, ואז מוחלת שכבה עמידה בהלחמה. התרשים של PCB בשכבה יחידה מציג בדרך כלל שלוש רצועות צבעוניות לייצוג השכבה ושתי שכבות הכיסוי שלה-אפור לשכבה הדיאלקטרית עצמה, חום עבור הצלחת לבוש הנחושת, וירוק לשכבה העמידה הלחמה.
יתרונות:
● עלות ייצור נמוכה, במיוחד לייצור אלקטרוניקה צרכנית, בעלת יעילות עלות גבוהה יותר.
● הרכבת רכיבים, קידוח, הלחמה והתקנה הם פשוטים יחסית, וה-תהליך ייצורנוטה פחות להיתקל בבעיות.
● חסכוני ומתאים לייצור המוני.
● בחירה אידיאלית לעיצובים בצפיפות נמוכה.
יישומים:
● מחשבונים בסיסיים משתמשים ב- PCBs בשכבה יחידה.
● מכשירי רדיו, כגון שעוני מעורר ברדיו במחיר נמוך בחנויות סחורה כלליות, משתמשים בדרך כלל ב- PCBs בשכבה יחידה.
● מכונות קפה משתמשות לעתים קרובות ב- PCBs בשכבה יחידה.
● כמה מכשירי חשמל ביתיים משתמשים ב- PCBs בשכבה יחידה.
3-2. PCB שכבה כפולה
ל- PCB שכבה כפולה יש שתי שכבות של ציפוי נחושת עם שכבת בידוד בין לבין.רכיביםממוקמים משני צידי הלוח, וזו הסיבה שהוא נקרא גם PCB דו צדדי. הם מיוצרים על ידי חיבור שתי שכבות נחושת יחד עם חומר דיאלקטרי בין לבין, וכל צד של הנחושת יכול להעביר אותות חשמליים שונים. הם מתאימים ליישומים הדורשים אריזה מהירה ואריזה קומפקטית.
אותות חשמליים מנותבים בין שתי שכבות הנחושת, והחומר הדיאלקטרי ביניהם עוזר למנוע אותות אלה להפריע זה לזה. ה- PCB לשכבה כפולה הוא לוח המעגלים הנפוץ והחסכוני ביותר לייצור.
PCBs בשכבה כפולה דומים ל- PCBs בשכבה יחידה, אך יש חצי תחתון שיקוף הפוך. כאשר משתמשים ב- PCBs בשכבה כפולה, השכבה הדיאלקטרית עבה יותר מזו של PCBs בשכבה יחידה. בנוסף, יש ציפוי נחושת הן בצדדים העליונים והתחתונים של החומר הדיאלקטרי. יתר על כן, החלק העליון והתחתון של הלוח למינציה מכוסים בשכבת התנגדות הלחמה.
התרשים של PCB בשכבה כפולה נראה בדרך כלל כמו כריך בן שלוש שכבות, עם שכבה אפור עבה באמצע המייצגת את הפסים הדיאלקטריים והחומים בשכבות העליונות והתחתונות המייצגות את הנחושת, ופסים ירוקים דקים בחלקו התחתון והתחתון המייצגים את שכבת העמידות הלחמה.
יתרונות:
● עיצוב גמיש הופך אותו למתאים למגוון מכשירים.
● מבנה בעלות נמוכה מה שהופך אותו לנוח לייצור המוני.
● עיצוב פשוט.
● גודל קטן המתאים לציוד שונה.
יישומים:
PCBs שכבה כפולה מתאימים למגוון רחב של מכשירים אלקטרוניים פשוטים ומורכבים. דוגמאות לציוד המיוצר המוני הכולל PCBs בשכבה כפולה כוללות:
● יחידות HVAC, מערכות חימום וקירור למגורים ממותגים שונים כוללות לוחות מעגלים מודפסים בשכבה כפולה.
● מגברים, PCBs בשכבה כפולה מצוידים ביחידות מגבר המשמשות מוזיקאים רבים.
● מדפסות, ציוד היקפי למחשבים שונים מסתמכים על PCBs בשכבה כפולה.
3-3. PCB ארבע שכבות
PCB 4 שכבות הוא לוח מעגלים מודפס עם ארבע שכבות מוליכות: למעלה, שתי שכבות פנימיות ותחתית. שתי השכבות הפנימיות הן הליבה, המשמשות בדרך כלל כמישור כוח או קרקע, ואילו השכבות העליונות והתחתונות החיצוניות משמשות להצבת רכיבים ואותות ניתוב.
השכבות החיצוניות מכוסות בדרך כלל בשכבת התנגדות הלחמה עם רפידות חשופות כדי לספק נקודות מיקום לחיבור התקנים רכובים על פני השטח ורכיבי חור. בדרך כלל משמשים לחורים באמצעות חיבורים בין ארבע השכבות, למינציה יחד ליצירת לוח.
להלן פירוט השכבות הללו:
- שכבה 1: שכבה תחתונה, בדרך כלל עשויה נחושת. זה משמש כבסיס של לוח המעגלים כולו, ומספק תמיכה לשכבות האחרות.
- שכבה 2: שכבת כוח. זה נקרא בדרך זו מכיוון שהוא מספק כוח נקי ויציב לכל הרכיבים בלוח המעגל.
- שכבה 3: שכבת מטוס קרקע, המשמשת כמקור הקרקע לכל הרכיבים בלוח המעגל.
- שכבה 4: שכבה עליונה המשמשת לניתוב אותות ומתן נקודות חיבור לרכיבים.
בעיצוב PCB עם 4 שכבות, 4 עקבות נחושת מופרדים על ידי 3 שכבות של דיאלקטרי פנימי ואטומים בחלק העליון והתחתון עם שכבות התנגדות הלחמה. בדרך כלל, כללי העיצוב עבור PCBs עם 4 שכבות מוצגים באמצעות 9 עקבות ו -3 צבעים - חום לנחושת, אפור לליבה ולפרום -פרג, וירוק עבור הלחמה.
יתרונות:
● עמידות-PCBs עם ארבע שכבות הם חזקים יותר מאשר לוחות שכבה יחידה ושכבה כפולה.
● גודל קומפקטי - העיצוב הקטן של PCBs עם ארבע שכבות יכול להתאים למגוון רחב של מכשירים.
● גמישות - PCBs עם ארבע שכבות יכולים לעבוד בסוגים רבים של מכשירים אלקטרוניים, כולל כאלה פשוטים ומורכבים.
● בטיחות - על ידי יישור נכון של הכוח ושכבות הקרקע, PCBs עם ארבע שכבות יכולים להגן מפני הפרעות אלקטרומגנטיות.
● קל משקל - מכשירים המצוידים ב- PCB ארבע שכבות דורשים חיווט פנימי פחות, כך שהם בדרך כלל קלים יותר במשקל.
יישומים:
● מערכות לוויין - PCBs רב שכבתי מצוידים בלוויינים המסתובבים.
● מכשירי כף יד - סמארטפונים וטאבלטים מצוידים בדרך כלל ב- PCB של ארבע שכבות.
● ציוד לחקר שטח - לוחות מעגלים מודפסים מרובי שכבתי מספקים כוח לציוד לחיפוש חלל.
3-4. 6 שכבות PCB
PCB בן 6 שכבות הוא למעשה לוח 4 שכבות עם שתי שכבות אות נוספות שנוספו בין המטוסים. ערימת PCB סטנדרטית עם 6 שכבות כוללת 4 שכבות ניתוב (שני חיצוניות ושני פנימיים) ושני מטוסים פנימיים (אחד לקרקע ואחד לכוח).
מתן 2 שכבות פנימיות לאותות במהירות גבוהה ושתי שכבות חיצוניות לאותות במהירות נמוכה מגבירה משמעותית את EMI (הפרעה אלקטרומגנטית). EMI היא האנרגיה של אותות בתוך מכשירים אלקטרוניים המופרעים על ידי קרינה או אינדוקציה.
ישנם סידורים שונים לערימה של PCB 6 שכבות, אך מספר שכבות הכוח, האות והקרקע המשמשות תלוי בדרישות היישום.
שכבון 6 שכבתי רגילStackup PCBכולל שכבה עליונה - prepreg - שכבת קרקע פנימית - ליבה - שכבת ניתוב פנימית - PrepReg - שכבת ניתוב פנימית - ליבה - שכבת כוח פנימית - PrepReg - שכבה תחתונה.
למרות שמדובר בתצורה סטנדרטית, יתכן שהיא לא מתאימה לכל עיצובי ה- PCB, וייתכן שיהיה צורך למקם מחדש את השכבות או שיש להם שכבות ספציפיות יותר. עם זאת, יש לקחת בחשבון את יעילות החיווט ומזעור המפגש בעת הצבתם.
יתרונות:
● חוזק - PCBs שש שכבות הם עבים יותר מקודמיהם הדקים יותר ולכן חזקים יותר.
● קומפקטיות - לוחות עם שש שכבות בעובי זה יש יכולות טכניות גדולות יותר ויכולים לצרוך פחות רוחב.
● קיבולת גבוהה - שישה שכבות או יותר PCBs מספקים כוח אופטימלי למכשירים אלקטרוניים ומפחיתים מאוד את האפשרות של מפלס והפרעות אלקטרומגנטיות.
יישומים:
● מחשבים - PCBs 6 שכבות עזרו להניע את ההתפתחות המהירה של מחשבים אישיים, מה שהפך אותם לקומפקטיים יותר, קלים ומהירים יותר.
● אחסון נתונים - הקיבולת הגבוהה של PCBs עם שש שכבות הפכה את מכשירי אחסון הנתונים לשפע יותר ויותר בעשור האחרון.
● מערכות אזעקת אש - בעזרת 6 מעגלים או יותר, מערכות אזעקה הופכות להיות מדויקות יותר ברגע איתור סכנה אמיתית.
ככל שמספר השכבות בלוח מעגלים מודפס עולה מעבר לשכבה הרביעית והשישית, מתווספים שכבות נחושת מוליכות יותר ושכבות חומר דיאלקטרי.
לדוגמה, PCB שמונה שכבות מכיל ארבעה מטוסים וארבעה שכבות נחושת אות - שמונה בסך הכל - מחוברות בשבע שורות של חומר דיאלקטרי. Stackup שמונה שכבות אטום עם שכבות מסיכת הלחמה דיאלקטריות בחלק העליון והתחתון. בעיקרו של דבר, Stackup PCB שמונה שכבות דומה לשש שכבות, אך עם זוג נוסף של טור נחושת ועמודה prepreg.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
זמן הודעה: יוני -26-2023
