Gli ingegneri elettrici affrontano spesso il dilemma di determinare il numero ottimale di strati per aProgettazione PCB. È meglio usare più livelli o meno livelli? Come prendi la decisione sul numero di livelli per un PCB?
1. Cosa significa strato PCB?
Gli strati di un PCB si riferiscono agli strati di rame che sono laminati consubstrato. TrannePCB a strato singoloche hanno un solo livello di rame, tutti i PCB con due o più livelli hanno un numero pari di livelli. I componenti sono saldati sullo strato più esterno, mentre gli altri strati fungono da connessioni di cablaggio. Tuttavia, alcuni PCB di fascia alta integreranno anche componenti all'interno degli strati interni.
I PCB vengono utilizzati per produrre vari dispositivi elettronici e macchinari in diversi settori, comeElettronica di consumo, Automotive,telecomunicazioni, aerospaziale, militare e medico
Industrie. Il numero di strati e dimensioni di una scheda specifica determina la potenza ecapacitàdel PCB. All'aumentare del numero di livelli, aumenta anche la funzionalità.
2.Come determinare il numero di livelli PCB?
Quando si decide il numero appropriato di livelli per un PCB, è importante considerare i vantaggi dell'utilizzopiù livellicontro strati singoli o doppi. Allo stesso tempo, è anche necessario considerare i vantaggi dell'utilizzo di un design a livello singolo rispetto a quelli dei design multistrato. Questi fattori possono essere valutati dalle seguenti cinque prospettive:
2-1. Dove verrà utilizzato il PCB?
Quando si determina le specifiche per una scheda PCB, è fondamentale considerare la macchina o le apparecchiature previste in cui verrà utilizzato il PCB, nonché i requisiti specifici del circuito per tale apparecchiatura. Ciò include l'identificazione se la scheda PCB verrà utilizzata in sofisticata e
prodotti elettronici complessi o in prodotti più semplici con funzionalità di base.
2-2. Quale frequenza di lavoro è necessaria per il PCB?
Il problema della frequenza di lavoro deve essere preso in considerazione quando si progetta un PCB poiché questo parametro determina la funzionalità e la capacità del PCB. Per velocità più elevate e operative, i PCB multistrato sono essenziali.
2-3. Qual è il budget del progetto?
Altri fattori da considerare sono i costi di produzione del singolo
e PCB a doppio livello rispetto a PCB multistrato. Se si desidera un PCB con una capacità più alta possibile, il costo sarà inevitabilmente relativamente alto.
Alcune persone chiedono la relazione tra il numero di livelli in un PCB e il suo prezzo. Generalmente, più strati ha un PCB, maggiore è il suo prezzo. Questo perché progettare eproduzioneUn PCB multistrato richiede più tempo e quindi costa di più. Il grafico seguente mostra il costo medio dei PCB multistrato per tre diversi produttori nelle seguenti condizioni:
Quantità di ordine PCB: 100;
Dimensione del PCB: 400 mm x 200 mm;
Numero di strati: 2, 4, 6, 8, 10.
Il grafico visualizza il prezzo medio dei PCB da tre diverse società, esclusi i costi di spedizione. Il costo di un PCB può essere valutato utilizzando siti Web di preventivi PCB, che consentono di selezionare parametri diversi come tipo di conduttore, dimensioni, quantità e numero di livelli. Questo grafico fornisce solo un'idea generale dei prezzi medi del PCB di tre produttori e i prezzi possono variare in base al numero di livelli. I costi di spedizione non sono inclusi. Calcolatori efficaci sono disponibili online, forniti dai produttori stessi per aiutare i clienti a valutare il costo dei loro circuiti stampati in base a parametri diversi come tipo di conduttore, dimensioni, quantità, numero di strati, materiali di isolamento, spessore, ecc.
2-4. Qual è il tempo di consegna richiesto per il PCB?
Il tempo di consegna si riferisce al tempo necessario per fabbricare e fornire PCB singolo/doppio/multistrato. Quando è necessario produrre una grande quantità di PCB,tempi di consegnadeve essere preso in considerazione. Il tempo di consegna per PCB singolo/doppio/multistrato varia e dipende dalle dimensioni dell'area PCB. Naturalmente, se sei disposto a spendere più soldi, i tempi di consegna potrebbero essere ridotti.
2-5. Quale densità e strato di segnale richiede il PCB?
Il numero di strati in un PCB dipende dalla densità del pin e dagli strati di segnale. Ad esempio, una densità del pin di 1,0 richiede 2 strati di segnale e quando diminuisce la densità del pin, il numero di strati richiesti aumenterà. Se la densità del pin è 0,2 o meno, sono necessari almeno 10 strati di PCB.
3. Vantaggi di diversi livelli di PCB-singolo strato/doppio strato/multistrato.
3-1. PCB a strato singolo
La costruzione di un PCB a singolo strato è semplice, costituita da un singolo strato di strati pressati e saldati di materiale elettricamente conduttivo. Il primo strato è coperto da una piastra rivestita di rame e quindi viene applicato uno strato di saldatura. Il diagramma di un PCB a singolo strato di solito mostra tre strisce colorate per rappresentare lo strato e i suoi due strati di copertura: grigio per lo strato dielettrico stesso, marrone per la piastra vestita di rame e verde per lo strato di saldatura.
Vantaggi:
● Bassi costi di produzione, in particolare per la produzione di elettronica di consumo, che ha una maggiore efficienza dei costi.
● Assemblaggio di componenti, perforazione, saldatura e installazione è relativamente semplice e ilprocesso di produzioneha meno probabilità di incontrare problemi.
● Economico e adatto alla produzione di massa.
● Scelta ideale per design a bassa densità.
Applicazioni:
● I calcolatori di base utilizzano PCB a strato singolo.
● Le radio, come le sveglia a basso prezzo nei negozi di merce generali, in genere utilizzano PCB a livello singolo.
● Le macchine per il caffè utilizzano spesso PCB a strato singolo.
● Alcuni elettrodomestici utilizzano PCB a livello singolo.
3-2. PCB a doppio strato
Il PCB a doppio strato ha due strati di placcatura di rame con uno strato isolante in mezzo.Componentisono posizionati su entrambi i lati della scheda, motivo per cui è anche chiamato PCB a doppia faccia. Sono fabbricati collegando due strati di rame insieme a un materiale dielettrico in mezzo e ciascun lato del rame può trasmettere segnali elettrici diversi. Sono adatti per applicazioni che richiedono imballaggi ad alta velocità e compatti.
I segnali elettrici vengono instradati tra i due strati di rame e il materiale dielettrico tra loro aiuta a impedire a questi segnali di interferire tra loro. Il PCB a doppio strato è il circuito più comune ed economico da produrre.
I PCB a doppio strato sono simili ai PCB a livello singolo, ma hanno una metà inferiore a specchio invertito. Quando si utilizzano PCB a doppio strato, lo strato dielettrico è più spesso di quello dei PCB a strato singolo. Inoltre, esiste una placcatura di rame su entrambi i lati superiore e inferiore del materiale dielettrico. Inoltre, la parte superiore e inferiore della tavola laminata sono coperte da uno strato di resistenza di saldatura.
Il diagramma di un PCB a doppio strato di solito sembra un sandwich a tre strati, con uno spesso strato grigio nel mezzo che rappresenta lo strato dielettrico, marrone sugli strati superiori e inferiori che rappresentano il rame e sottili strisce verdi sulla parte superiore e inferiore che rappresentano lo strato di resistenza di saldatura.
Vantaggi:
● Il design flessibile lo rende adatto a una varietà di dispositivi.
● Struttura a basso costo che lo rende conveniente per la produzione di massa.
● Design semplice.
● Piccole dimensioni adatte a varie attrezzature.
Applicazioni:
I PCB a doppio strato sono adatti per una vasta gamma di dispositivi elettronici semplici e complessi. Esempi di apparecchiature prodotte in serie che dispongono di PCB a doppio strato includono:
● Unità HVAC, sistemi di riscaldamento e raffreddamento residenziali da vari marchi includono tutti i circuiti stampati a doppio strato.
● Amplificatori, i PCB a doppio strato sono dotati di unità di amplificatore utilizzate da molti musicisti.
● Stampanti, varie periferiche del computer si basano su PCB a doppio strato.
3-3. PCB a quattro strati
Un PCB a 4 strati è un circuito stampato con quattro strati conduttivi: top, due strati interni e fondo. Entrambi gli strati interni sono il nucleo, in genere utilizzato come piano di potenza o di terra, mentre gli strati esterni e in basso vengono utilizzati per posizionare componenti e segnali di routing.
Gli strati esterni sono generalmente coperti con uno strato di resistenza di saldatura con cuscinetti a vista per fornire punti di posizionamento per il collegamento di dispositivi montati su superficie e componenti a foro. I buchi sono in genere utilizzati per fornire connessioni tra i quattro strati, che sono laminati insieme per formare una tavola.
Ecco la rottura di questi livelli:
- Livello 1: strato inferiore, di solito realizzato in rame. Serve da fondamento dell'intero circuito, fornendo supporto per gli altri strati.
- Livello 2: livello di potenza. È chiamato in questo modo perché fornisce energia pulita e stabile a tutti i componenti sul circuito.
- strato 3: strato di piano di terra, fungendo da fonte di terra per tutti i componenti sul circuito.
- Livello 4: livello superiore utilizzato per i segnali di routing e fornire punti di connessione per i componenti.
In un design PCB a 4 strati, 4 tracce di rame sono separate da 3 strati di dielettrico interno e sono sigillate nella parte superiore e inferiore con strati di resistenza di saldatura. In genere, le regole di progettazione per i PCB a 4 strati sono mostrate utilizzando 9 tracce e 3 colori: marrone per rame, grigio per core e pre -preg e verde per resistenza di saldatura.
Vantaggi:
● Durabilità: i PCB a quattro strati sono più robusti rispetto alle schede a livello singolo e a doppio strato.
● Dimensione compatta: il piccolo design di PCB a quattro strati può adattarsi a una vasta gamma di dispositivi.
● Flessibilità: i PCB a quattro strati possono funzionare in più tipi di dispositivi elettronici, compresi quelli semplici e complessi.
● Sicurezza: allineando correttamente gli strati di potenza e terra, i PCB a quattro strati possono proteggersi contro l'interferenza elettromagnetica.
● Lightweight - I dispositivi dotati di PCB a quattro strati richiedono meno cablaggio interno, quindi sono in genere più leggeri di peso.
Applicazioni:
● Sistemi satellitari - I PCB a multistrato sono equipaggiati in satelliti in orbita.
● Dispositivi portatili: gli smartphone e i tablet sono in genere dotati di PCB a quattro strati.
● Equipaggiamento di esplorazione dello spazio - I circuiti stampati a più livelli forniscono energia per l'esplorazione dello spazio.
3-4. 6 strati PCB
Un PCB a 6 strati è essenzialmente una scheda a 4 strati con due ulteriori strati di segnale aggiunti tra i piani. Uno stackup PCB a 6 strati standard include 4 strati di routing (due piani interni esterni e due interni) e 2 (uno per terra e uno per la potenza).
Fornire 2 strati interni per segnali ad alta velocità e 2 strati esterni per segnali a bassa velocità amplifica in modo significativo EMI (interferenza elettromagnetica). L'EMI è l'energia dei segnali all'interno dei dispositivi elettronici interrotti dalle radiazioni o dall'induzione.
Esistono varie disposizioni per lo stackup di un PCB a 6 strati, ma il numero di strati di potenza, segnale e terra utilizzati dipende dai requisiti dell'applicazione.
Uno strato standardPCB StackupInclude il livello superiore - pre -preg - livello di terra interno - core - livello di routing interno - pre -preg - livello di routing interno - core - livello di potenza interno - prepreg - livello inferiore.
Sebbene questa sia una configurazione standard, potrebbe non essere adatto a tutti i progetti di PCB e potrebbe essere necessario riposizionare i livelli o avere livelli più specifici. Tuttavia, l'efficienza del cablaggio e la minimizzazione del crosstalk devono essere prese in considerazione quando li si posiziona.
Vantaggi:
● Forza: i PCB a sei strati sono più spessi dei loro predecessori più sottili e quindi più robusti.
● Compatosità: le schede con sei strati di questo spessore hanno maggiori capacità tecniche e possono consumare meno larghezza.
● Alta capacità: a sei strati o più PCB forniscono energia ottimale per i dispositivi elettronici e riducono notevolmente la possibilità di interferenze di crosstalk e elettromagnetica.
Applicazioni:
● Computer - PCB a 6 strati ha contribuito a guidare il rapido sviluppo dei personal computer, rendendoli più compatti, più leggeri e più veloci.
● Archiviazione dei dati - L'elevata capacità dei PCB a sei strati ha reso sempre più abbondanti i dispositivi di archiviazione dei dati.
● Sistemi di allarme antincendio: utilizzando 6 o più circuiti, i sistemi di allarme diventano più accurati al momento di rilevare il pericolo reale.
Man mano che il numero di strati in un circuito stampato aumenta oltre il quarto e il sesto strato, gli strati di rame più conduttivi e gli strati di materiale dielettrico vengono aggiunti allo stackup.
Ad esempio, un PCB a otto strati contiene quattro piani e quattro strati di rame di segnale - otto in totale - collegati da sette righe di materiale dielettrico. Lo stackup a otto strati è sigillato con strati di maschera di saldatura dielettrica in alto e in basso. In sostanza, lo stackup PCB a otto strati è simile al sei strato, ma con una coppia aggiunta di colonna di rame e pre -preg.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
Tempo post: 26-2023 giugno
