Leiterplatten bestehen aus unterschiedlich vielen Schichten, von ein- bis mehrschichtig. Mehrere Schichten bestimmen die Leistung und Funktionalität einer Leiterplatte. Diese Schichten tragen zur Stromübertragung bei, die für viele Haushaltsgeräte gilt, z. B. Küchengeräte, Smartwatches, Mobiltelefone, medizinische Geräte, Luft- und Raumfahrtgeräte, Speichergeräte usw. Sie können die Anzahl der Leiterplattenschichten mithilfe der Via-Hole-Technologie zählen. Bei einschichtigen Leiterplatten erkennt man leicht, dass nur eine Schicht vorhanden ist. Allerdings ist eine Lochung erforderlich, um Schichten in mehrschichtigen Leiterplatten zu erkennen.
PCB-Schichten sind wie Lasagne und bestehen aus dielektrischen und leitfähigen Materialien. Die folgenden Faktoren entscheiden normalerweise über die Anzahl einer Leiterplatte.
1. Anwendungen von PCB:
Sie müssen entscheiden, für welchen Zweck Sie Leiterplatten entwerfen möchten. Nur einige einschichtige Leiterplatten eignen sich für komplexe und multifunktionale Geräte. Für hohe Qualität, Geschwindigkeit und sinnvollere Projekte müssen Sie sich für mehrschichtige Leiterplatten entscheiden.
2. Haushalt:
Ihr Budget entscheidet auch darüber, ob Sie sich für eine einschichtige Leiterplatte, eine zweischichtige Leiterplatte oder eine mehrschichtige Leiterplatte entscheiden. Projekte mit hoher Kapazität erfordern mehrschichtige Leiterplatten, die teurer sind.
3. Betriebsfrequenz:
Bei der Auswahl von Leiterplatten sollten Sie die Betriebskapazität berücksichtigen. Für hohe Geschwindigkeit und Leistung müssen Sie eine mehrschichtige Leiterplatte auswählen.
4. Zeitvorlauf:
Zeitvorlauf ist auch ein wesentlicher Faktor, der bei der Auswahl vieler Leiterplattenschichten berücksichtigt werden muss. Um große Mengen zu bestellen, müssen Sie sich für eine einschichtige oder zweischichtige Leiterplatte entscheiden. Die geschätzte Vorlaufzeit für einschichtige Leiterplatten beträgt 14 Tage und für mehrschichtige Leiterplatten mehr als 20 Tage. Durch die Kosten verkürzt sich auch die Vorlaufzeit.
5. Anforderung an die Signalschicht:
Siga-Schichten sind auch beim Design von Leiterplatten von entscheidender Bedeutung. Signalschichten haben einen starken Zusammenhang mit der Pin-Dichte. Mit zunehmender Schichtdicke verringert sich die Pin-Dichte. Bei einer Pin-Dichte von 1.0 beträgt die Anzahl der Signalschichten beispielsweise 2 und bei einer Pin-Dichte von 0.2 beträgt die Anzahl der Schichten bis zu 14.
Schichten von Leiterplatten:
Einschichtige Leiterplatten haben nur eine Schicht, mehrschichtige Leiterplatten hingegen haben verschiedene Schichten von vier bis zwölf. Wir können eine mehrschichtige Leiterplattenstruktur wie ein Sandwich annehmen, in dem dielektrische und leitende Materialien übereinander gestapelt sind.
Die Anordnung der Schichten kann die elektromagnetische Verträglichkeit beeinträchtigen. Beispielsweise zeigen gleichmäßig verteilte Leiterplattenschichten unerwünschte Effekte, da sie symmetrisch zum Kern der Leiterplatte angeordnet sind. Um die gewünschte elektromagnetische Verträglichkeit zu erreichen, sollten die Schichten nahe der Mitte der Leiterplatte platziert werden. Um die Signalübertragung zu erhöhen, sollten die Schichten außerdem möglichst eng aneinander gestapelt werden.
Schritte zur Bestimmung der Anzahl der PCB-Lagen:
Mit den folgenden drei einfachen Schritten können Sie die Anzahl der Schichten bestimmen:
1. Auswahl der Anzahl der Schichten:
Ein- oder zweilagige Leiterplatte:
Einschichtige Leiterplatten sind einfach aufgebaut und bestehen nur aus einer Schicht leitfähigen Dielektrikums, das mit Kupfer und einer Lötmaske bedeckt ist. Darüber hinaus gibt es bei einschichtigen Leiterplatten drei Farben: Grün für die Lötmaske, Braun für Kupfer und Grau für das Dielektrikum.
Einschichtige Leiterplatten sind einfach herzustellen, sodass Sie sie in großen Mengen bestellen können. Diese sind erschwinglich und unkompliziert, sodass sie effizient repariert werden können. Einschichtige Leiterplatten werden seit mehreren Jahrzehnten verwendet. Die meisten Haushaltsgeräte und Industriezweige wurden jedoch durch mehrschichtige Leiterplatten ersetzt. In vielen elektrischen Geräten, z. B. Radio-Taschenrechnern, LED-Leuchten, Druckern, Kameras, Kaffeemaschinen usw., sind einlagige Leiterplatten immer noch im Einsatz.
Doppelschichtige Leiterplatten verfügen über eine fortschrittlichere Technologie. Doppelschichtige Leiterplatten sind mit einschichtigen Leiterplatten identisch, verfügen jedoch über eine höhere Kapazität und eine viel bessere Leistung als einschichtige Leiterplatten. Aufgrund der geringen Kosten und der besseren Leistung ist es die am häufigsten verwendete Option auf dem heutigen Markt. Doppelschichtige Leiterplatten ähneln einschichtigen Leiterplatten, verfügen jedoch über eine dicke dielektrische Abdeckung mit Kupfer auf der Ober- und Unterseite.
Außerdem stellt eine doppelschichtige Leiterplatte ein Sandwich aus dicken, in der Mitte liegenden dielektrischen Schichten dar, die braune Farbe stellt Kupfer auf der Ober- und Unterseite dar und die hellgrüne Farbe stellt die Lötmaske auf beiden Seiten dar. Doppellagige Leiterplatten sind flexibler und dichter, was den Einsatz in Elektrogeräten günstiger macht. Darüber hinaus sind doppelschichtige Leiterplatten kostengünstig und einfach zu entwerfen, sodass sie leicht zu reparieren sind. Doppelschichtige Leiterplatten werden für viele Geräte verwendet, z. B. Drucker, LEDs, Verstärker usw.
Es wäre hilfreich, wenn Sie für einfache Geräte zu Hause ein- oder zweischichtige Leiterplatten wählen würden, für Schnittstellen mit kontrollierter Impedanz jedoch meiden. Ein- oder zweischichtige Leiterplatten werden für DVDs, USBs usw. nicht empfohlen.
Vierschichtige Leiterplatte:
Vierschichtige Leiterplatten unterscheiden sich von ein- und zweischichtigen Leiterplatten. Dann ist eine vierschichtige Leiterplatte komplexer, da sie über separate Schichten aus Kupfer und leitfähigem Material verfügt. Vierschichtige Leiterplatten bestehen aus vier Kupferstreifen und drei Dielektrika mit oberen und unteren Lötmasken. Dann stellt die vierschichtige Leiterplatte neun Streifen mit den Farben Braun, Grün und Grau dar. Vierschichtige Leiterplatten sind langlebiger, flexibler, leichter und kompakter. Vierschichtige Leiterplatten werden in Satelliten, Röntgenstrahlen, CAT-Scan-Technologie, Nukleartechnik und Raumfahrtausrüstung eingesetzt. Diese sind komplexer und für den Umgang mit diesen Leiterplatten sind Experten erforderlich.
Vierschichtige Leiterplatten sind viel besser als ein- oder zweischichtige Leiterplatten, da sie nicht teuer sind und auch eine bessere Leistung bieten. 4-Lagen-PCB empfiehlt sich für einfache Schaltkreise, vermeidet jedoch den Einsatz in CPU-Platinen.
Sechsschichtige Leiterplatte:
Eine sechsschichtige Leiterplatte entspricht im Aufbau einer vierschichtigen Leiterplatte mit zwei zusätzlichen Kupfer- und dielektrischen Schichten. Die zweite und vierte Schicht dienen als Dielektrikum und die erste, dritte und fünfte Schicht bestehen aus Prepregs. Bei einer sechsschichtigen Leiterplatte sind zwei Schichten Ebenen und die anderen sind Signale. Diese sind dicker, kapazitätsstark, kompakt und leistungsstärker. Sechsschichtige Leiterplatten sind von hoher Qualität und werden für die Verwendung in den meisten Motherboards empfohlen. Sie gelten auch für Computer, Feuermelder, GPS-Technologie usw.
Mehrschichtplatine:
Mehrschichtige Leiterplatten bestehen aus mehr als zwei Schichten und hängen vom Budget und der Komplexität des gewünschten Projekts ab. Und dann können mehrschichtige Leiterplatten aus zwei Schichten, vier, zehn oder zwölf Schichten bestehen.
Eine 10-lagige Leiterplatte passt normalerweise in eine 1-mm-Buchse, entspricht einer 8-lagigen Leiterplatte, bietet jedoch eine bessere Leistung als eine achtschichtige Leiterplatte. Die 10-lagige Leiterplatte ist für den Einsatz in SODIMM-Computern geeignet. Auf dem Markt sind auch 12-Lagen-Leiterplatten erhältlich, die in der Schwerindustrie eingesetzt werden.
2. Entwerfen Sie ein Layout:
Sie können mit der oberen und unteren Schicht der Leiterplatte beginnen. Darüber hinaus können Sie zwischen der oberen und unteren Ebene zwei hinzufügen, wenn Sie weitere Ebenen hinzufügen möchten. Sie können das Layout neu gestalten und alles hineinpassen, eine obere, eine untere und zwei innere Schichten. PCB-Schichten können anhand verschiedener Faktoren bestimmt werden, darunter PCB-Technologie, PCB-Aufbau, Vias, Platzierung von Komponenten und viele Merkmale. Wenn Sie weitere Verbindungen hinzufügen möchten, können Sie diese entsprechend Ihrem Bedarf hinzufügen.
3. Schichtverteilung der Leiterplatte:
Nachdem die erforderliche Anzahl der Schichten ermittelt wurde, müssen die folgenden Aufgaben sorgfältig ausgeführt werden, um alle Schaltkreise sinnvoll anzuordnen. Zwei wichtige Faktoren sollten beachtet werden:
- Verteilung der Erd- und Stromschicht
- Signalschichtverteilung
Für die Lagenverteilung in Leiterplatten gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Ein 4-Schichten-Stapel verwendet häufig Signale/GND/Strom/Signal, und die Stapelreihenfolge bei sechs Schichten ist Signal/GND/Strom oder gemischt mit Signalen/GND/Signalen. GND bevorzugt oft die zweite Schicht, die eine Abschirmung vor Hochgeschwindigkeitssignalen bietet.
Mit zunehmender Anzahl der Schichten gibt es möglicherweise mehr Konfigurationsoptionen für die Erdungs-, Strom- und Sondersignalschichten. Beim Erstellen dieser Ebenenanordnungen sind jedoch einige Richtlinien zu beachten:
- Die Leistungsschicht sollte neben der jeweiligen Signalschicht liegen und die Kupfer-Leistungsschicht sollte als Abschirmung dienen.
- Zwischen zwei Signalschichten kann eine Erdungsschicht platziert werden, um direkten Kontakt zu vermeiden.
- Leistungsschichten und Mehrfacherdung können die Impedanz effektiv reduzieren.
- Der symmetrische Schichtaufbau
Wie viele Schichten verwendet werden können, hängt von den funktionalen Anforderungen und der Wirtschaftlichkeit der Anwendung ab. Die Pin-Dichte wird später definiert; Es ist entscheidend für die Bestimmung der Anzahl der Schichten in Leiterplatten (PCB).
Die Verdrahtungsdichte der Leiterplatte (PCB) muss mit geeigneten Werkzeugen ermittelt werden. Es muss auch entschieden werden, welche Signale dadurch übertragen werden, und dann werden spezifische Verkabelungsanforderungen wie Differenzleitungen, scharfe Signalleitungen usw. berücksichtigt.