PCB składają się z różnej liczby warstw, od jednej do wielu warstw. O mocy i funkcjonalności PCB decyduje kilka warstw. Warstwy te pomagają przenosić energię, która ma zastosowanie do wielu urządzeń gospodarstwa domowego, np. urządzeń kuchennych, inteligentnych zegarków, telefonów komórkowych, urządzeń medycznych, lotniczych, urządzeń pamięci masowej itp. Możesz policzyć warstwy PCB za pomocą technologii przelotowej. Na jednowarstwowych płytkach PCB można łatwo zauważyć, że występuje tylko jedna warstwa. Jednak dziurka jest konieczna, aby zobaczyć warstwy w wielowarstwowych płytkach drukowanych.
Warstwy PCB są jak lasagne i składają się z materiałów dielektrycznych i przewodzących. Następujące czynniki zwykle decydują o numerach dowolnej płytki drukowanej.
1. Zastosowania PCB:
Musisz zdecydować, w jakim celu chcesz zaprojektować PCB. Tylko niektóre jednowarstwowe płytki PCB nadają się do złożonych i wielofunkcyjnych urządzeń. Musisz wybrać wielowarstwowe płytki PCB, aby uzyskać wysoką jakość, szybkość i bardziej znaczące projekty.
2. Budżet:
Twój budżet zadecyduje również, czy wybierzesz jednowarstwową płytkę drukowaną, dwuwarstwową płytkę drukowaną czy wielowarstwową płytkę drukowaną. Projekty o dużej pojemności wymagają wielowarstwowych płytek drukowanych, które są bardziej kosztowne.
3. Częstotliwość pracy:
Przy wyborze PCB należy wziąć pod uwagę pojemność operacyjną. Aby uzyskać dużą prędkość i moc, musisz wybrać wielowarstwową płytkę drukowaną.
4. Przewaga czasowa:
Czas realizacji jest również istotnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy wyborze wielu warstw PCB. Aby zamówić luzem, musisz wybrać jednowarstwową lub dwuwarstwową płytkę drukowaną. Szacunkowy czas realizacji obwodów jednowarstwowych wynosi 14 dni, a wielowarstwowych ponad 20 dni. Koszt skróci również czas realizacji.
5. Wymagania warstwy sygnałowej:
Warstwy Siga są również kluczowe w projektowaniu płytek drukowanych. Warstwy sygnału mają silną korelację z gęstością pinów. W miarę wzrostu warstw gęstość pinów będzie się zmniejszać. Na przykład dla gęstości pinów 1.0 warstwy sygnału będą wynosić 2, a dla gęstości pinów 0.2 liczba warstw wzrośnie do 14.
Warstwy PCB:
Jednowarstwowe PCB mają tylko jedną warstwę, ale wielowarstwowe PCB mają różne warstwy, od czterech do dwunastu. Możemy wziąć wielowarstwową strukturę PCB jak kanapkę, w której materiały dielektryczne i przewodzące układają się razem.
Układ warstw może wpływać na kompatybilność elektromagnetyczną. Na przykład równomiernie rozmieszczone warstwy PCB będą wykazywać niepożądane efekty, ponieważ znajdują się w symetrycznej pozycji względem rdzenia PCB. Aby uzyskać pożądaną kompatybilność elektromagnetyczną, warstwy powinny być umieszczone blisko środka PCB. Aby zwiększyć transmisję sygnału, warstwy powinny również układać się w stos tak blisko siebie, jak to możliwe.
Kroki, aby określić liczbę warstw PCB:
Możesz określić liczbę warstw, wykonując trzy proste kroki poniżej;
1. Wybór ilości warstw:
PCB jedno lub dwuwarstwowe:
Jednowarstwowa płytka PCB ma prostą budowę i składa się tylko z jednej warstwy przewodzącego dielektryka pokrytego miedzią i maską lutowniczą. Co więcej, jednowarstwowa płytka PCB reprezentuje trzy kolory: zielony dla maski lutowniczej, brązowy dla miedzi i szary dla dielektryka.
Jednowarstwowe płytki PCB są łatwe w produkcji, dzięki czemu można zamawiać hurtowo. Są niedrogie i nieskomplikowane, więc są skutecznie naprawiane. Jednowarstwowe PCB są używane od kilkudziesięciu lat; jednak większość urządzeń gospodarstwa domowego i przemysłu została zastąpiona wielowarstwowymi płytkami PCB. Jednowarstwowe PCB nadal funkcjonują w wielu urządzeniach elektrycznych, np. kalkulatorach radiowych, lampach LED, drukarkach, aparatach fotograficznych, ekspresach do kawy itp.
Dwuwarstwowe płytki PCB mają bardziej zaawansowaną technologię. Dwuwarstwowa płytka drukowana jest taka sama jak jednowarstwowa płytka drukowana, ale ma dużą pojemność i znacznie lepszą wydajność niż jednowarstwowa płytka drukowana. Jest to najczęściej stosowana opcja na dzisiejszym rynku ze względu na niski koszt i lepszą wydajność. Dwuwarstwowa płytka drukowana jest bardzo podobna do płytki jednowarstwowej, ale ma grubą warstwę dielektryczną z miedzią zarówno na górze, jak i na dole.
Poza tym dwuwarstwowa płytka drukowana reprezentuje kanapkę grubych szarych warstw dielektrycznych leżących pośrodku, brązowy kolor reprezentuje miedź po obu stronach, a jasnozielony reprezentuje maskę lutowniczą po obu stronach. Dwuwarstwowe PCB są bardziej elastyczne i gęstsze, co czyni je bardziej korzystnymi do stosowania w urządzeniach elektrycznych. Co więcej, dwuwarstwowe płytki PCB są również niedrogie i proste w projektowaniu, co ułatwia ich naprawę. Płytki PCB dwuwarstwowe dotyczą wielu urządzeń np. drukarek, diod LED, wzmacniaczy itp.
Pomogłoby, gdybyś wybrał jedno- lub dwuwarstwowe płytki PCB do prostych urządzeń w domu, ale unikał ich w przypadku interfejsów o kontrolowanej impedancji. Jedno- lub dwuwarstwowe PCB nie są zalecane do płyt DVD, USB itp.
Czterowarstwowa płytka drukowana:
Czterowarstwowa płytka drukowana różni się od jedno- i dwuwarstwowej płytki drukowanej. Następnie czterowarstwowa płytka PCB jest bardziej złożona, ponieważ ma oddzielne warstwy miedzi i materiału przewodzącego. Czterowarstwowa płytka PCB składa się z czterech miedzianych pasków i trzech dielektryków z górną i dolną maską lutowniczą. Następnie czterowarstwowa płytka drukowana reprezentuje dziewięć pasków w kolorach brązowym, zielonym i szarym. Czterowarstwowa płytka drukowana jest bardziej trwała, elastyczna, lekka i kompaktowa. Czterowarstwowe płytki PCB stosowane w satelitach, promieniach rentgenowskich, technologii skanowania CAT, technologii jądrowej i sprzęcie kosmicznym. Są one bardziej złożone i do obsługi tych płytek PCB potrzebni są eksperci.
Czterowarstwowa płytka drukowana jest znacznie lepsza niż jedno- lub dwuwarstwowa płytka drukowana, ponieważ nie jest kosztowna, a wydajność jest również lepsza. 4-warstwowa płytka PCB jest zalecana w przypadku prostych obwodów, ale unika stosowania w płytach CPU.
Sześciowarstwowa płytka drukowana:
Sześciowarstwowa płytka drukowana ma taką samą strukturę jak czterowarstwowa płytka drukowana z dwiema dodatkowymi warstwami miedzianymi i dielektrycznymi. Ma drugą i czwartą warstwę jako dielektryk, a pierwszą, trzecią i piątą jako prepregi. W sześciowarstwowej płytce drukowanej dwie warstwy to płaszczyzny, a pozostałe to sygnały. Są grubsze, o dużej pojemności, kompaktowe i mocniejsze. Sześciowarstwowe płytki PCB są wysokiej jakości i zalecane do stosowania w większości płyt głównych. Dotyczą one również komputerów, alarmów przeciwpożarowych, technologii GPS itp.
Wielowarstwowa płytka drukowana:
Wielowarstwowe płytki PCB składają się z więcej niż dwóch warstw i zależą od budżetu i złożoności projektu, który chcesz. A następnie wielowarstwowe PCB mogą składać się z dwuwarstw, czterech, dziesięciu lub dwunastu warstw.
10-warstwowa płytka drukowana zwykle mieści się w gnieździe 1 mm, co odpowiada 8-warstwowej płytce drukowanej, ale ma lepszą wydajność niż ośmiowarstwowa płytka drukowana. 10-warstwowa płytka PCB nadaje się do stosowania w komputerach SODIMM. Na rynku dostępne są również płytki PCB 12-warstwowe, które są wykorzystywane w przemyśle ciężkim.
2. zaprojektuj układ:
Możesz zacząć od górnej i dolnej warstwy PCB. Co więcej, możesz dodać dwie między górną i dolną warstwą, jeśli chcesz dodać więcej warstw. Możesz przeprojektować układ i dopasować wszystko do tego, jedną górną, jedną dolną i dwie wewnętrzne warstwy. Warstwy PCB można określić za pomocą różnych czynników, w tym technologii PCB, stosów PCB, przelotek, rozmieszczenia komponentów i wielu cech. Jeśli chcesz dodać więcej połączeń, możesz je dodać zgodnie z zapotrzebowaniem.
3. Rozkład warstw PCB:
Po ustaleniu niezbędnej liczby warstw należy starannie wykonać kolejne zadania, aby rozsądnie rozmieścić wszystkie obwody. Należy kierować się dwoma ważnymi czynnikami,
- Rozkład masy i warstwy zasilającej
- Dystrybucja warstwy sygnału
Istnieją różne opcje dystrybucji warstw w PCB. Stos 4-warstwowy często wykorzystuje sygnały/GND/Zasilanie/Sygnał, a kolejność stosów sześciu warstw to Sygnał/GND/Zasilanie lub Mieszany z sygnałami/GND/Sygnały. GND często preferuje drugą warstwę zapewniającą osłonę przed sygnałami o dużej szybkości.
Wraz ze wzrostem liczby warstw może być więcej opcji konfiguracyjnych dla warstw uziemienia, zasilania i specjalnych warstw sygnałowych. Istnieje jednak kilka wskazówek, których należy przestrzegać podczas tworzenia tych układów warstw:
- Warstwa zasilająca powinna znajdować się obok danej warstwy sygnałowej, a miedziana warstwa zasilająca powinna służyć jako ekran.
- Warstwę uziemienia można umieścić między dwiema warstwami sygnału, aby uniknąć bezpośredniego kontaktu.
- Warstwy mocy i wiele uziemień mogą skutecznie zmniejszyć impedancję.
- Symetryczna struktura warstw
To, ile warstw można zastosować, zależy od wymagań funkcjonalnych i ekonomicznych aplikacji. Gęstość pinów zostanie zdefiniowana później; ma kluczowe znaczenie przy określaniu liczby warstw na płytkach drukowanych (PCB).
Gęstość okablowania płytki drukowanej (PCB) należy określić za pomocą odpowiednich narzędzi. Konieczne jest również podjęcie decyzji, jakie sygnały będą przez to przesyłane, a następnie uwzględnione zostaną określone wymagania dotyczące okablowania, takie jak linie różnicowe, ostre linie sygnałowe i tak dalej.