Os engenheiros elétricos geralmente enfrentam o dilema de determinar o número ideal de camadas para umDesign de PCB. É melhor usar mais camadas ou menos camadas? Como você toma a decisão sobre o número de camadas para uma PCB?
1. O que significa a camada de PCB?
As camadas de um PCB se referem às camadas de cobre que são laminadas com osubstrato. Exceto porPCBs de camada únicaque têm apenas uma camada de cobre, todos os PCBs com duas ou mais camadas têm um número par de camadas. Os componentes são soldados na camada mais externa, enquanto as outras camadas servem como conexões de fiação. No entanto, alguns PCBs de ponta também incorporam componentes nas camadas internas.
PCBs são usados para fabricar vários dispositivos e máquinas eletrônicos em diferentes indústrias, comoeletrônica de consumo, automotivo,Telecomunicações, aeroespacial, militar e médico
Indústrias. O número de camadas e o tamanho de uma placa específica determina o poder ecapacidadedo PCB. À medida que o número de camadas aumenta, o mesmo acontece com a funcionalidade.
2.Como determinar o número de camadas de PCB?
Ao decidir sobre o número apropriado de camadas para uma PCB, é importante considerar os benefícios de usarmúltiplas camadasversus camadas únicas ou duplas. Ao mesmo tempo, também é necessário considerar as vantagens de usar um design de uma única camada versus os de designs multicamadas. Esses fatores podem ser avaliados a partir das cinco perspectivas a seguir:
2-1. Onde o PCB será usado?
Ao determinar as especificações para uma placa de PCB, é crucial considerar a máquina ou equipamento pretendido em que o PCB será usado, bem como os requisitos específicos da placa de circuito para esse equipamento. Isso inclui identificar se a placa de PCB será usada em sofisticada e
Produtos eletrônicos complexos, ou em produtos mais simples com funcionalidade básica.
2-2. Que frequência de trabalho é necessária para a PCB?
A questão da frequência de trabalho precisa ser considerada ao projetar uma PCB, pois esse parâmetro determina a funcionalidade e a capacidade do PCB. Para capacidades operacionais e de velocidade mais alta, os PCBs de várias camadas são essenciais.
2-3. Qual é o orçamento do projeto?
Outros fatores a serem considerados são os custos de fabricação de
e PCBs de dupla camada versus PCBs de várias camadas. Se você deseja um PCB com maior capacidade possível, o custo será inevitavelmente relativamente alto.
Algumas pessoas perguntam sobre o relacionamento entre o número de camadas em um PCB e seu preço. Geralmente, quanto mais camadas um PCB tiver, maior seu preço. Isso ocorre porque projetar efabricaçãoUm PCB de várias camadas leva mais tempo e, portanto, custa mais. O gráfico abaixo mostra o custo médio de PCBs de várias camadas para três fabricantes diferentes nas seguintes condições:
Quantidade do pedido de PCB: 100;
Tamanho da PCB: 400mm x 200 mm;
Número de camadas: 2, 4, 6, 8, 10.
O gráfico exibe o preço médio dos PCBs de três empresas diferentes, sem incluir custos de envio. O custo de uma PCB pode ser avaliado usando sites de cotação da PCB, que permitem selecionar diferentes parâmetros, como tipo de condutor, tamanho, quantidade e número de camadas. Este gráfico fornece apenas uma idéia geral dos preços médios da PCB de três fabricantes, e os preços podem variar de acordo com o número de camadas. Os custos de envio não estão incluídos. As calculadoras eficazes estão disponíveis on -line, fornecidas pelos próprios fabricantes para ajudar os clientes a avaliar o custo de seus circuitos impressos com base em diferentes parâmetros, como tipo de condutor, tamanho, quantidade, número de camadas, materiais de isolamento, espessura etc.
2-4. Qual é o tempo de entrega necessário para o PCB?
O tempo de entrega refere -se ao tempo necessário para fabricar e fornecer PCBs únicos/duplos/multicamadas. Quando você precisa produzir uma grande quantidade de PCBs,prazo de entregaprecisa ser levado em consideração. O tempo de entrega para PCBs únicos/duplos/multicamadas varia e depende do tamanho da área da PCB. Obviamente, se você estiver disposto a gastar mais dinheiro, o tempo de entrega pode ser reduzido.
2-5. Qual densidade e camada de sinal o PCB exige?
O número de camadas em um PCB depende da densidade do pino e das camadas de sinal. Por exemplo, uma densidade de pinos de 1,0 requer 2 camadas de sinal e, à medida que a densidade do pino diminui, o número de camadas necessárias aumentará. Se a densidade do pino for 0,2 ou menos, pelo menos 10 camadas de PCB serão necessárias.
3.Vantagens de diferentes camadas de PCB-camada única/camada dupla/multi-camada.
3-1. PCB de camada única
A construção de um PCB de camada única é simples, consistindo em uma única camada de camadas pressionadas e soldadas de material eletricamente condutor. A primeira camada é coberta com uma placa vestida de cobre e, em seguida, uma camada resistente à solda é aplicada. O diagrama de um PCB de camada única geralmente mostra três tiras coloridas para representar a camada e suas duas camadas de cobertura-cinza para a própria camada dielétrica, marrom para a placa vestida de cobre e verde para a camada resistente à solda.
Vantagens:
● Baixo custo de fabricação, especialmente para a produção de eletrônicos de consumo, que tem uma maior eficiência de custos.
● Montagem de componentes, perfuração, solda e instalação são relativamente simples, e oprocesso de produçãoé menos provável que encontre problemas.
● econômico e adequado para produção em massa.
● Escolha ideal para projetos de baixa densidade.
Aplicações:
● As calculadoras básicas usam PCBs de camada única.
● Rádios, como despertadores de rádio de baixo preço nas lojas de mercadorias em geral, geralmente usam PCBs de camada única.
● Máquinas de café geralmente usam PCBs de camada única.
● Alguns aparelhos domésticos usam PCBs de camada única.
3-2. PCB de camada dupla
O PCB de camada dupla possui duas camadas de revestimento de cobre com uma camada isolante no meio.Componentessão colocados em ambos os lados da placa, e é por isso que também é chamada de PCB de dupla face. Eles são fabricados conectando duas camadas de cobre juntamente com um material dielétrico no meio, e cada lado do cobre pode transmitir diferentes sinais elétricos. Eles são adequados para aplicações que requerem alta velocidade e embalagem compacta.
Os sinais elétricos são roteados entre as duas camadas de cobre, e o material dielétrico entre eles ajuda a impedir que esses sinais interfiram entre si. O PCB de duas camadas é a placa de circuito mais comum e econômica a fabricar.
Os PCBs de camada dupla são semelhantes aos PCBs de camada única, mas têm uma metade inferior espelhada invertida. Ao usar PCBs de camada dupla, a camada dielétrica é mais espessa que a dos PCBs de camada única. Além disso, há revestimento de cobre nos lados superior e inferior do material dielétrico. Além disso, a parte superior e inferior da placa laminada são cobertas com uma camada de resistência da solda.
O diagrama de um PCB de camada dupla geralmente se parece com um sanduíche de três camadas, com uma espessa camada cinza no meio representando as listras dielétricas e marrons nas camadas superior e inferior representando o cobre e as finas listras verdes na parte superior e inferior representando a camada de resistência da solda.
Vantagens:
● O design flexível o torna adequado para uma variedade de dispositivos.
● Estrutura de baixo custo, o que o torna conveniente para a produção em massa.
● Design simples.
● Tamanho pequeno adequado para vários equipamentos.
Aplicações:
Os PCBs de camada dupla são adequados para uma ampla gama de dispositivos eletrônicos simples e complexos. Exemplos de equipamentos produzidos em massa que apresentam PCBs de camada dupla incluem:
● Unidades HVAC, sistemas de aquecimento e refrigeração residenciais de várias marcas incluem placas de circuito impresso em camada dupla.
● Amplificadores, PCBs de camada dupla estão equipados com unidades amplificadoras usadas por muitos músicos.
● Impressoras, vários periféricos de computador dependem de PCBs de camada dupla.
3-3. PCB de quatro camadas
Uma PCB de 4 camadas é uma placa de circuito impresso com quatro camadas condutivas: superior, duas camadas internas e inferior. Ambas as camadas internas são o núcleo, normalmente usado como um plano de energia ou terra, enquanto as camadas superior e inferior externas são usadas para colocar componentes e sinais de roteamento.
As camadas externas geralmente são cobertas com uma camada de resistência da solda com almofadas expostas para fornecer pontos de colocação para conectar dispositivos montados na superfície e componentes do orifício. Os buracos são normalmente usados para fornecer conexões entre as quatro camadas, que são laminadas juntas para formar uma placa.
Aqui está o colapso dessas camadas:
- Camada 1: camada inferior, geralmente feita de cobre. Serve como base de toda a placa de circuito, fornecendo suporte para outras camadas.
- Camada 2: camada de potência. É nomeado dessa maneira porque fornece energia limpa e estável para todos os componentes na placa de circuito.
- Camada 3: Camada do plano do solo, servindo como fonte de solo para todos os componentes na placa de circuito.
- Camada 4: camada superior usada para sinais de roteamento e fornecimento de pontos de conexão para componentes.
Em um design de PCB de 4 camadas, 4 traços de cobre são separados por 3 camadas de dielétrico interno e são selados na parte superior e inferior com camadas de resistência à solda. Normalmente, as regras de design para PCBs de 4 camadas são mostradas usando 9 traços e 3 cores - marrom para cobre, cinza para núcleo e pré -registro e verde para resistência à solda.
Vantagens:
● Durabilidade-os PCBs de quatro camadas são mais robustos que as placas de camada única e dupla.
● Tamanho compacto - O pequeno design de PCBs de quatro camadas pode atender a uma ampla gama de dispositivos.
● Flexibilidade - PCBs de quatro camadas podem funcionar em vários tipos de dispositivos eletrônicos, incluindo os simples e complexos.
● Segurança - alinhando corretamente as camadas de energia e terra, os PCBs de quatro camadas podem proteger contra a interferência eletromagnética.
● Luz - os dispositivos equipados com PCBs de quatro camadas requerem menos fiação interna, para que sejam normalmente mais leves.
Aplicações:
● Sistemas de satélite - PCBs de várias camadas estão equipadas em satélites em órbita.
● Dispositivos portáteis - Smartphones e tablets geralmente estão equipados com PCBs de quatro camadas.
● Equipamento de exploração espacial - As placas de circuito impressas de várias camadas fornecem energia ao equipamento de exploração espacial.
3-4. 6 camadas PCB
Uma PCB de 6 camadas é essencialmente uma placa de 4 camadas com duas camadas de sinal adicionais adicionadas entre os planos. Uma pilha de PCB de 6 camadas padrão inclui 4 camadas de roteamento (duas e duas planos internos externos e dois) e 2 (um para terra e outro para energia).
Fornecer 2 camadas internas para sinais de alta velocidade e 2 camadas externas para sinais de baixa velocidade amplifica significativamente o EMI (interferência eletromagnética). A EMI é a energia dos sinais dentro de dispositivos eletrônicos sendo interrompidos por radiação ou indução.
Existem vários arranjos para a pilha de uma PCB de 6 camadas, mas o número de camadas de energia, sinal e terra usado depende dos requisitos de aplicação.
Uma camada de 6 camadas padrãoPCB StackupInclui camada superior - pré -registro - camada interna de solo - núcleo - camada de roteamento interna - pré -registro - camada de roteamento interna - núcleo - camada de potência interna - pré -registro - camada inferior.
Embora essa seja uma configuração padrão, ele pode não ser adequado para todos os projetos de PCB e pode ser necessário reposicionar as camadas ou ter camadas mais específicas. No entanto, a eficiência da fiação e a minimização da diafonia devem ser consideradas ao colocá -las.
Vantagens:
● Força - PCBs de seis camadas são mais espessos que seus antecessores mais finos e, portanto, mais robustos.
● Compactação - placas com seis camadas dessa espessura têm maiores capacidades técnicas e podem consumir menos largura.
● Alta capacidade - PCBs de seis camadas ou mais fornecem potência ideal para dispositivos eletrônicos e reduzem bastante a possibilidade de diafonia e interferência eletromagnética.
Aplicações:
● Computadores - PCBs de 6 camadas ajudaram a impulsionar o rápido desenvolvimento de computadores pessoais, tornando -os mais compactos, mais leves e mais rápidos.
● Armazenamento de dados - A alta capacidade de PCBs de seis camadas tornou os dispositivos de armazenamento de dados cada vez mais abundantes na última década.
● Sistemas de alarme de incêndio - usando 6 ou mais placas de circuito, os sistemas de alarme se tornam mais precisos no momento de detectar perigo real.
À medida que o número de camadas em uma placa de circuito impresso aumenta além da quarta e sexta camada, camadas mais condutivas de cobre e camadas de material dielétrico são adicionadas à pilha.
Por exemplo, um PCB de oito camadas contém quatro planos e quatro camadas de cobre de sinal - oito no total - conectado por sete fileiras de material dielétrico. A pilha de oito camadas é selada com camadas de máscara de solda dielétrica na parte superior e inferior. Essencialmente, a pilha de PCB de oito camadas é semelhante à de seis camadas, mas com um par adicional de coluna de cobre e pré-gravura.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
Horário de postagem: Jun-26-2023
