Elektriinsenerid seisavad sageli silmitsi dilemmaga, et määrata kindlaks trükkplaadi disaini optimaalne kihtide arv.Kas parem on kasutada rohkem kihte või vähem kihte?Kuidas teete otsuse PCB kihtide arvu kohta?
1.Mida PCB kiht tähendab?
PCB kihid viitavad vasekihtidele, mis on aluspinnaga lamineeritud.Välja arvatud ühekihilised PCB-d, millel on ainult üks vasekiht, on kõigil kahe või enama kihiga PCB-del paarisarv kihte.Komponendid on joodetud kõige välimisele kihile, teised kihid toimivad juhtmestiku ühendustena.Kuid mõned tipptasemel PCB-d manustavad komponente ka sisemiste kihtide sisse.
PCB-sid kasutatakse mitmesuguste elektroonikaseadmete ja -masinate tootmiseks erinevates tööstusharudes, nagu olmeelektroonika, autotööstus, telekommunikatsioon, lennundus, sõjavägi ja meditsiin
tööstusharud.Konkreetse plaadi kihtide arv ja suurus määrab PCB võimsuse ja võimsuse.Kihtide arvu suurenedes suureneb ka funktsionaalsus.
2.Kuidas määrata PCB kihtide arvu?
PCB jaoks sobiva kihtide arvu üle otsustamisel on oluline kaaluda mitme kihi kasutamise eeliseid võrreldes ühe- või kahekihiliste kihtidega.Samal ajal on vaja arvestada ka ühekihilise kujunduse kasutamise eelistega võrreldes mitmekihiliste disainilahenduste eelistega.Neid tegureid saab hinnata järgmisest viiest vaatenurgast:
2-1.Kus PCB-d kasutatakse?
PCB-plaadi spetsifikatsioonide kindlaksmääramisel on ülioluline võtta arvesse kavandatavat masinat või seadet, milles trükkplaati kasutatakse, samuti sellistele seadmetele esitatavaid konkreetseid trükkplaadi nõudeid.See hõlmab kindlaksmääramist, kas PCB-plaati kasutatakse keerukates ja
keerulised elektroonikatooted või lihtsamad põhifunktsiooniga tooted.
2-2.Millist töösagedust on PCB jaoks vaja?
PCB projekteerimisel tuleb arvestada töösageduse probleemiga, kuna see parameeter määrab trükkplaadi funktsionaalsuse ja võimsuse.Suurema kiiruse ja töövõime tagamiseks on mitmekihilised PCB-d hädavajalikud.
2-3. Mis on projekti eelarve?
Teised tegurid, mida tuleb arvestada, on üksikute toodete tootmiskulud
ja kahekihilised PCB-d versus mitmekihilised PCB-d.Kui soovitakse võimalikult suure võimsusega trükkplaati, on selle maksumus paratamatult suhteliselt kõrge.
Mõned inimesed küsivad PCB kihtide arvu ja selle hinna vahelise seose kohta.Üldiselt, mida rohkem kihte PCB-l on, seda kõrgem on selle hind.Seda seetõttu, et mitmekihilise PCB projekteerimine ja valmistamine võtab kauem aega ja maksab seetõttu rohkem.Allolev tabel näitab mitmekihiliste PCBde keskmist maksumust kolme erineva tootja jaoks järgmistel tingimustel:
PCB tellimiskogus: 100;
PCB suurus: 400mm x 200mm;
Kihtide arv: 2, 4, 6, 8, 10.
Tabelis on näidatud kolme erineva ettevõtte PCB-de keskmine hind, mis ei sisalda saatmiskulusid.PCB maksumust saab hinnata PCB hinnapakkumiste veebisaitide abil, mis võimaldavad teil valida erinevaid parameetreid, nagu juhtme tüüp, suurus, kogus ja kihtide arv.See diagramm annab ainult üldise ettekujutuse kolme tootja PCB keskmistest hindadest ja hinnad võivad olenevalt kihtide arvust erineda.Saatekulu ei sisaldu hinnas.Internetis on saadaval tõhusad kalkulaatorid, mille pakuvad tootjad ise, et aidata klientidel hinnata oma trükkskeemide maksumust erinevate parameetrite alusel, nagu juhtme tüüp, suurus, kogus, kihtide arv, isolatsioonimaterjalid, paksus jne.
2-4.Mis on PCB nõutav tarneaeg?
Tarneaeg viitab ühe-/kahe-/mitmekihiliste PCBde tootmiseks ja tarnimiseks kuluvale ajale.Kui teil on vaja toota suures koguses PCB-sid, tuleb arvestada tarneajaga.Ühe-/kahe-/mitmekihiliste PCBde tarneaeg varieerub ja sõltub PCB ala suurusest.Muidugi, kui olete nõus rohkem raha kulutama, võib tarneaeg lüheneda.
2-5.Millist tihedust ja signaalikihti PCB vajab?
Kihtide arv PCB-s sõltub kontaktide tihedusest ja signaalikihtidest.Näiteks kontakti tihedus 1,0 nõuab 2 signaalikihti ja kui kontakti tihedus väheneb, siis vajalike kihtide arv suureneb.Kui kontakti tihedus on 0,2 või väiksem, on vaja vähemalt 10 kihti PCB-d.
3. Erinevate PCB kihtide eelised – ühekihiline/kahekihiline/mitmekihiline.
3-1.Ühekihiline PCB
Ühekihilise PCB ehitus on lihtne, koosnedes ühest kihist pressitud ja keevitatud elektrit juhtiva materjali kihtidest.Esimene kiht kaetakse vasega kaetud plaadiga ja seejärel kantakse jootekindel kiht.Ühekihilise PCB diagramm näitab tavaliselt kolme värvilist riba, mis tähistavad kihti ja selle kahte kattekihti – dielektrilise kihi enda jaoks hall, vasega kaetud plaat pruun ja jootekindla kihi puhul roheline.
Eelised:
● Madalad tootmiskulud, eriti olmeelektroonika tootmisel, millel on suurem kuluefektiivsus.
● Komponentide kokkupanek, puurimine, jootmine ja paigaldamine on suhteliselt lihtsad ning tootmisprotsessis esineb väiksema tõenäosusega probleeme.
● Ökonoomne ja sobib masstootmiseks.
●Ideaalne valik väikese tihedusega kujunduste jaoks.
Rakendused:
● Tavalised kalkulaatorid kasutavad ühekihilisi PCB-sid.
● Raadiod, nagu madala hinnaga raadio-äratuskellad tavalistes kaubapoodides, kasutavad tavaliselt ühekihilisi PCB-sid.
● Kohvimasinad kasutavad sageli ühekihilisi PCB-sid.
● Mõned kodumasinad kasutavad ühekihilisi PCB-sid.
3-2.Kahekihiline PCB
Kahekihilisel PCB-l on kaks kihti vaskplaati, mille vahel on isolatsioonikiht.Komponendid on paigutatud plaadi mõlemale küljele, mistõttu seda nimetatakse ka kahepoolseks PCB-ks.Nende valmistamiseks ühendatakse kaks vasekihti omavahel dielektrilise materjaliga ning vase kumbki pool suudab edastada erinevaid elektrisignaale.Need sobivad rakendustele, mis nõuavad kiiret ja kompaktset pakkimist.
Elektrilised signaalid suunatakse kahe vasekihi vahele ja nende vahel olev dielektriline materjal aitab vältida nende signaalide üksteist segamast.Kahekihiline PCB on kõige levinum ja ökonoomsem trükkplaat.
Kahekihilised PCB-d sarnanevad ühekihiliste PCB-dega, kuid neil on ümberpööratud peegelpildiga alumine pool.Kahekihiliste PCBde kasutamisel on dielektriline kiht paksem kui ühekihiliste PCBde oma.Lisaks on dielektrilise materjali ülemine ja alumine külg vaskkattega.Lisaks on lamineeritud plaadi ülemine ja alumine osa kaetud jootekindla kihiga.
Kahekihilise trükkplaadi diagramm näeb tavaliselt välja nagu kolmekihiline võileib, mille keskel on paks hall kiht, mis tähistab dielektrikuid, pruunid triibud ülemisel ja alumisel kihil vaske ning õhukesed rohelised triibud üleval ja all. kujutab jootekindlat kihti.
Eelised:
● Paindliku disaini tõttu sobib see erinevatele seadmetele.
● Odav struktuur, mis muudab selle masstootmiseks mugavaks.
● Lihtne disain.
● Väike suurus, mis sobib erinevatele seadmetele.
Rakendused:
Kahekihilised PCB-d sobivad paljudele lihtsatele ja keerukatele elektroonikaseadmetele.Kahekihilisi PCB-sid sisaldavate masstoodangu seadmete näited on järgmised:
● Erinevate kaubamärkide HVAC-seadmed, elamute kütte- ja jahutussüsteemid sisaldavad kõik kahekihilisi trükkplaate.
● Võimendid, kahekihilised PCB-d on varustatud võimendiseadmetega, mida kasutavad paljud muusikud.
● Printerid ja mitmesugused arvuti välisseadmed põhinevad kahekihilistel PCB-del.
3-3.Neljakihiline PCB
4-kihiline PCB on nelja juhtiva kihiga trükkplaat: ülemine, kaks sisemist kihti ja alumine.Mõlemad sisemised kihid on südamik, mida tavaliselt kasutatakse toite- või maapinnana, välimist ülemist ja alumist kihti kasutatakse komponentide paigutamiseks ja signaalide suunamiseks.
Väliskihid on tavaliselt kaetud jootmiskindla kihiga, millel on katmata padjad, et pakkuda paigutuskohti pinnale paigaldatavate seadmete ja läbiva auguga komponentide ühendamiseks.Läbivaid auke kasutatakse tavaliselt ühenduse loomiseks nelja kihi vahel, mis lamineeritakse kokku plaadi moodustamiseks.
Siin on nende kihtide jaotus:
- 1. kiht: alumine kiht, tavaliselt vasest.See toimib kogu trükkplaadi vundamendina, pakkudes tuge teistele kihtidele.
- 2. kiht: jõukiht.Seda nimetatakse nii, kuna see annab kõigile trükkplaadi komponentidele puhta ja stabiilse toite.
- 3. kiht: maandustasandi kiht, mis toimib kõigi trükkplaadi komponentide maandusallikana.
- 4. kiht: ülemine kiht, mida kasutatakse signaalide suunamiseks ja komponentide ühenduspunktide loomiseks.
4-kihilise PCB konstruktsiooni puhul on 4 vasejälge eraldatud 3 kihiga sisemise dielektrikuga ning need on ülevalt ja alt suletud jootekindlate kihtidega.Tavaliselt on 4-kihiliste PCBde projekteerimisreeglid näidatud, kasutades 9 jälge ja 3 värvi – pruun vase jaoks, hall südamiku ja eeltöötlemise jaoks ning roheline jootekindluse jaoks.
Eelised:
● Vastupidavus – neljakihilised PCB-d on vastupidavamad kui ühe- ja kahekihilised plaadid.
● Kompaktne suurus – neljakihiliste PCBde väikese disainiga mahub lai valik seadmeid.
●Paindlikkus – neljakihilised PCB-d võivad töötada mitut tüüpi elektroonikaseadmetes, sealhulgas lihtsates ja keerukates.
● Ohutus – toite- ja maanduskihi õigesti joondamisel võivad neljakihilised PCB-d kaitsta elektromagnetiliste häirete eest.
● Kerge – neljakihiliste PCB-dega varustatud seadmed vajavad vähem sisemist juhtmeid, seega on need tavaliselt kaalult kergemad.
Rakendused:
● Satelliidisüsteemid – orbiidil tiirlevatel satelliitidel on mitmekihilised PCB-d.
● Pihuseadmed – nutitelefonid ja tahvelarvutid on tavaliselt varustatud neljakihiliste PCB-dega.
● Kosmoseuuringute seadmed – mitmekihilised trükkplaadid annavad toite kosmoseuuringute seadmetele.
3-4.6 kihti pcb
6-kihiline PCB on sisuliselt 4-kihiline plaat, mille tasandite vahele on lisatud kaks täiendavat signaalikihti.Standardne 6-kihiline PCB-virn sisaldab 4 marsruudikihti (kaks välimist ja kaks sisemist) ja 2 sisemist tasapinda (üks maanduse ja üks toite jaoks).
Kahe sisemise kihi pakkumine kiirete signaalide jaoks ja 2 välimist kihti madala kiirusega signaalide jaoks võimendab oluliselt EMI-d (elektromagnetilised häired).EMI on kiirguse või induktsiooni tõttu häiritud elektrooniliste seadmete signaalide energia.
6-kihilise PCB virnastamiseks on erinevaid korraldusi, kuid kasutatavate toite-, signaali- ja maanduskihtide arv sõltub rakenduse nõuetest.
Standardne 6-kihiline PCB-virn sisaldab pealmist kihti - prepreg - sisemist aluskihti - südamikku - sisemist marsruutkihti - eeltööd - sisemist marsruutkihti - südamikku - sisemist toitekihti - prepreg - alumist kihti.
Kuigi see on standardkonfiguratsioon, ei pruugi see sobida kõigi PCB kujunduste jaoks ja võib osutuda vajalikuks kihtide ümberpaigutamine või spetsiifilisemate kihtide kasutamine.Nende paigaldamisel tuleb aga arvestada juhtmestiku tõhusust ja ülekuulamise minimeerimist.
Eelised:
● Tugevus – kuuekihilised PCB-d on paksemad kui nende õhemad eelkäijad ja seetõttu vastupidavamad.
● Kompaktsus – sellise paksusega kuue kihiga tahvlitel on suuremad tehnilised võimalused ja need võivad tarbida vähem laiust.
● Suur võimsus – kuuekihilised või enama trükkplaadiga trükkplaadid tagavad elektroonikaseadmetele optimaalse võimsuse ning vähendavad oluliselt ülekõnede ja elektromagnetiliste häirete võimalust.
Rakendused:
● Arvutid – 6-kihilised PCB-d aitasid kaasa personaalarvutite kiirele arengule, muutes need kompaktsemaks, kergemaks ja kiiremaks.
● Andmete salvestamine – kuuekihiliste PCBde suur võimsus on muutnud andmesalvestusseadmeid viimase kümnendi jooksul üha rohkemaks.
● Tulekahjusignalisatsioonisüsteemid - Kasutades 6 või enamat trükkplaati, muutuvad häiresüsteemid reaalse ohu tuvastamise hetkel täpsemaks.
Kuna kihtide arv trükkplaadil kasvab üle neljanda ja kuuenda kihi, lisatakse virnasse rohkem juhtivaid vasekihte ja dielektrilise materjali kihte.
Näiteks kaheksakihiline PCB sisaldab nelja tasapinda ja nelja signaalvase kihti – kokku kaheksat –, mis on ühendatud seitsme rea dielektrilise materjaliga.Kaheksakihiline virn on suletud dielektriliste jootemaski kihtidega ülevalt ja alt.Põhimõtteliselt sarnaneb kaheksakihiline PCB virnastik kuuekihilisega, kuid sellele on lisatud paar vasest ja eelsammast.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
2023-06-17
Postitusaeg: 26. juuni 2023
