Elektrik mühendisleri genellikle bir PCB tasarımı için en uygun katman sayısını belirleme ikilemiyle karşı karşıya kalır.Daha fazla katman mı yoksa daha az katman mı kullanmak daha iyidir?Bir PCB için katman sayısına nasıl karar verirsiniz?
1. PCB katmanı ne anlama geliyor?
Bir PCB'nin katmanları, alt tabaka ile lamine edilmiş bakır katmanları ifade eder.Yalnızca bir bakır katmanı olan tek katmanlı PCB'ler dışında, iki veya daha fazla katmanı olan tüm PCB'ler çift sayıda katmana sahiptir.Bileşenler en dıştaki katmana lehimlenirken, diğer katmanlar kablo bağlantısı görevi görür.Bununla birlikte, bazı üst düzey PCB'ler, bileşenleri iç katmanlara da yerleştirecektir.
PCB'ler, tüketici elektroniği, otomotiv, telekomünikasyon, havacılık, askeri ve medikal gibi farklı sektörlerde çeşitli elektronik cihaz ve makineler üretmek için kullanılır.
endüstriler.Belirli bir kartın katman sayısı ve boyutu, PCB'nin gücünü ve kapasitesini belirler.Katman sayısı arttıkça işlevsellik de artar.
2. PCB Katmanlarının Sayısı Nasıl Belirlenir?
Bir PCB için uygun katman sayısına karar verirken, tek veya çift katman yerine birden çok katman kullanmanın faydalarını göz önünde bulundurmak önemlidir.Aynı zamanda, çok katmanlı tasarımlara karşı tek katmanlı tasarım kullanmanın avantajlarını da göz önünde bulundurmak gerekir.Bu faktörler aşağıdaki beş açıdan değerlendirilebilir:
2-1.PCB nerede kullanılacak?
Bir PCB kartının özelliklerini belirlerken, PCB'nin kullanılacağı amaçlanan makine veya ekipmanın yanı sıra bu tür ekipman için özel devre kartı gereksinimlerini dikkate almak çok önemlidir.Bu, PCB kartının sofistike ve
karmaşık elektronik ürünlerde veya temel işlevselliğe sahip daha basit ürünlerde.
2-2.PCB için hangi çalışma frekansı gereklidir?
Bu parametre PCB'nin işlevselliğini ve kapasitesini belirlediğinden, bir PCB tasarlanırken çalışma frekansı konusu dikkate alınmalıdır.Daha yüksek hız ve operasyonel yetenekler için çok katmanlı PCB'ler gereklidir.
2-3.Proje bütçesi nedir?
Dikkate alınması gereken diğer faktörler, tek parçanın üretim maliyetleridir.
ve çok katmanlı PCB'lere karşı çift katmanlı PCB'ler.Mümkün olduğu kadar yüksek kapasiteli bir PCB istiyorsanız, maliyet kaçınılmaz olarak nispeten yüksek olacaktır.
Bazı insanlar bir PCB'deki katman sayısı ile fiyatı arasındaki ilişkiyi soruyor.Genel olarak, bir PCB ne kadar çok katmana sahipse, fiyatı o kadar yüksek olur.Bunun nedeni, çok katmanlı bir PCB tasarlamanın ve üretmenin daha uzun sürmesi ve dolayısıyla daha maliyetli olmasıdır.Aşağıdaki tablo, aşağıdaki koşullar altında üç farklı üretici için çok katmanlı PCB'lerin ortalama maliyetini göstermektedir:
PCB sipariş miktarı: 100;
PCB boyutu: 400mm x 200mm;
Katman sayısı: 2, 4, 6, 8, 10.
Grafik, nakliye masrafları hariç, üç farklı şirketten PCB'lerin ortalama fiyatını gösterir.Bir PCB'nin maliyeti, iletken tipi, boyutu, miktarı ve katman sayısı gibi farklı parametreleri seçmenize izin veren PCB teklif web siteleri kullanılarak değerlendirilebilir.Bu tablo yalnızca üç üreticinin ortalama PCB fiyatları hakkında genel bir fikir vermektedir ve fiyatlar katman sayısına göre değişebilir.Nakliye masrafları dahil değildir.Etkili hesaplayıcılar, müşterilerin iletken tipi, boyutu, miktarı, katman sayısı, yalıtım malzemeleri, kalınlık vb.
2-4.PCB için gerekli teslim süresi nedir?
Teslim süresi, tek/çift/çok katmanlı PCB'lerin üretilmesi ve teslim edilmesi için geçen süreyi ifade eder.Çok miktarda PCB üretmeniz gerektiğinde, teslimat süresinin dikkate alınması gerekir.Tek/çift/çok katmanlı PCB'lerin teslimat süresi değişir ve PCB alanının boyutuna bağlıdır.Tabii daha fazla para harcamak isterseniz teslim süresi kısalabilir.
2-5.PCB hangi yoğunluk ve sinyal katmanını gerektirir?
Bir PCB'deki katman sayısı, pin yoğunluğuna ve sinyal katmanlarına bağlıdır.Örneğin 1.0 pin yoğunluğu 2 sinyal katmanı gerektirir ve pin yoğunluğu azaldıkça gereken katman sayısı artacaktır.Pim yoğunluğu 0,2 veya daha az ise, en az 10 kat PCB gerekir.
3. Farklı PCB Katmanlarının Avantajları - Tek katmanlı/Çift katmanlı/Çok katmanlı.
3-1.Tek katmanlı PCB
Tek katmanlı bir PCB'nin yapısı basittir, tek bir preslenmiş ve kaynaklanmış elektrik iletken malzeme katmanlarından oluşur.İlk katman bakır kaplı bir plaka ile kaplanır ve ardından lehime dayanıklı bir katman uygulanır.Tek katmanlı bir PCB'nin diyagramı genellikle katmanı ve onun iki kaplama katmanını temsil eden üç renkli şerit gösterir - dielektrik katmanın kendisi için gri, bakır kaplı plaka için kahverengi ve lehim dirençli katman için yeşil.
Avantajlar:
● Düşük üretim maliyeti, özellikle daha yüksek maliyet verimliliğine sahip olan tüketici elektroniği üretimi için.
● Bileşenlerin montajı, delme, lehimleme ve kurulum nispeten basittir ve üretim sürecinde sorunlarla karşılaşma olasılığı daha düşüktür.
● Ekonomiktir ve seri üretime uygundur.
●Düşük yoğunluklu tasarımlar için ideal seçim.
Uygulamalar:
● Temel hesap makineleri tek katmanlı PCB'ler kullanır.
● Genel satış mağazalarındaki düşük fiyatlı radyolu çalar saatler gibi radyolarda genellikle tek katmanlı PCB'ler kullanılır.
● Kahve makinelerinde genellikle tek katmanlı PCB'ler kullanılır.
● Bazı ev aletleri tek katmanlı PCB'ler kullanır.
3-2.Çift katmanlı PCB
Çift katmanlı PCB, aralarında bir yalıtım katmanı bulunan iki bakır kaplama katmanına sahiptir.Bileşenler kartın her iki tarafına yerleştirilmiştir, bu nedenle çift taraflı PCB olarak da adlandırılır.İki bakır tabakasının arasına bir dielektrik malzeme konularak birbirine bağlanmasıyla üretilirler ve bakırın her bir tarafı farklı elektrik sinyalleri iletebilir.Yüksek hızlı ve kompakt paketleme gerektiren uygulamalar için uygundurlar.
Elektrik sinyalleri, iki bakır tabakası arasında yönlendirilir ve aralarındaki dielektrik malzeme, bu sinyallerin birbiriyle karışmasını önlemeye yardımcı olur.Çift katmanlı PCB, üretimi en yaygın ve ekonomik devre kartıdır.
Çift katmanlı PCB'ler, tek katmanlı PCB'lere benzer, ancak ters aynalanmış bir alt yarıya sahiptir.Çift katmanlı PCB'ler kullanıldığında, dielektrik katman, tek katmanlı PCB'lerinkinden daha kalındır.Ek olarak, dielektrik malzemenin hem üst hem de alt tarafında bakır kaplama vardır.Ayrıca, lamine levhanın üstü ve altı lehim dirençli bir tabaka ile kaplanmıştır.
Çift katmanlı bir PCB'nin diyagramı genellikle üç katmanlı bir sandviç gibi görünür; ortada dielektrikleri temsil eden kalın bir gri katman, üst ve alt katmanlarda bakırı temsil eden kahverengi şeritler ve üstte ve altta ince yeşil şeritler bulunur. lehim direnci katmanını temsil eder.
Avantajlar:
● Esnek tasarımı, çeşitli cihazlar için uygun olmasını sağlar.
● Seri üretime uygun düşük maliyetli yapı.
● Basit tasarım.
● Çeşitli ekipmanlar için uygun küçük boyut.
Uygulamalar:
Çift katmanlı PCB'ler, çok çeşitli basit ve karmaşık elektronik cihazlar için uygundur.Çift katmanlı PCB'lere sahip seri üretim ekipman örnekleri şunları içerir:
● Çeşitli markaların HVAC üniteleri, konut ısıtma ve soğutma sistemlerinin tümü çift katmanlı baskılı devre kartları içerir.
● Amplifikatörler, çift katmanlı PCB'ler, birçok müzisyen tarafından kullanılan amplifikatör birimleri ile donatılmıştır.
● Yazıcılar ve çeşitli bilgisayar çevre birimleri, çift katmanlı PCB'lere güvenir.
3-3.Dört katmanlı PCB
4 katmanlı bir PCB, dört iletken katmanı olan bir baskılı devre kartıdır: üst, iki iç katman ve alt.Her iki iç katman da çekirdektir ve tipik olarak bir güç veya yer düzlemi olarak kullanılırken, dış üst ve alt katmanlar bileşenleri yerleştirmek ve sinyalleri yönlendirmek için kullanılır.
Dış katmanlar genellikle, yüzeye monte cihazları ve delik içi bileşenleri bağlamak için yerleştirme noktaları sağlamak üzere açıkta kalan pedlere sahip bir lehim dirençli katmanla kaplanır.Boydan boya delikler tipik olarak, bir pano oluşturmak üzere birbirine lamine edilmiş dört katman arasında bağlantılar sağlamak için kullanılır.
İşte bu katmanların dökümü:
- Katman 1: Alt katman, genellikle bakırdan yapılır.Diğer katmanlar için destek sağlayarak, tüm devre kartının temeli olarak hizmet eder.
- Katman 2: Güç katmanı.Devre kartındaki tüm bileşenlere temiz ve kararlı güç sağladığı için bu şekilde adlandırılmıştır.
- Katman 3: Devre kartı üzerindeki tüm bileşenler için toprak kaynağı görevi gören yer düzlemi katmanı.
- Katman 4: Sinyalleri yönlendirmek ve bileşenler için bağlantı noktaları sağlamak için kullanılan üst katman.
4 katmanlı bir PCB tasarımında, 4 bakır iz, 3 dahili dielektrik katmanıyla ayrılır ve üstte ve altta lehim dirençli katmanlarla kapatılır.Tipik olarak, 4 katmanlı PCB'ler için tasarım kuralları 9 iz ve 3 renk kullanılarak gösterilir - bakır için kahverengi, çekirdek ve prepreg için gri ve lehim direnci için yeşil.
Avantajlar:
● Dayanıklılık - Dört katmanlı PCB'ler, tek katmanlı ve çift katmanlı kartlardan daha sağlamdır.
● Kompakt boyut - Dört katmanlı PCB'lerin küçük tasarımı, çok çeşitli aygıtlara uyabilir.
●Esneklik - Dört katmanlı PCB'ler, basit ve karmaşık olanlar da dahil olmak üzere birçok elektronik cihaz türünde çalışabilir.
● Güvenlik - Dört katmanlı PCB'ler, güç ve toprak katmanlarını uygun şekilde hizalayarak elektromanyetik parazite karşı koruma sağlayabilir.
● Hafif - Dört katmanlı PCB'lerle donatılmış aygıtlar daha az dahili kablolama gerektirir, bu nedenle genellikle daha hafiftirler.
Uygulamalar:
● Uydu Sistemleri - Çok katmanlı PCB'ler, yörüngedeki uydularda bulunur.
● El Cihazları - Akıllı telefonlar ve tabletler genellikle dört katmanlı PCB'lerle donatılmıştır.
● Uzay Keşif Ekipmanı - Çok katmanlı baskılı devre kartları, uzay keşif ekipmanına güç sağlar.
3-4.6 katlı pcb
6 katmanlı bir PCB, esas olarak, düzlemler arasına eklenen iki ek sinyal katmanına sahip 4 katmanlı bir karttır.Standart bir 6 katmanlı PCB yığını, 4 yönlendirme katmanı (iki dış ve iki iç) ve 2 iç düzlem (biri toprak ve biri güç için) içerir.
Yüksek hızlı sinyaller için 2 dahili katman ve düşük hızlı sinyaller için 2 dış katman sağlamak, EMI'yi (elektromanyetik girişim) önemli ölçüde artırır.EMI, elektronik cihazların içindeki sinyallerin radyasyon veya indüksiyonla bozulan enerjisidir.
6 katmanlı bir PCB'nin yığılması için çeşitli düzenlemeler vardır, ancak kullanılan güç, sinyal ve toprak katmanlarının sayısı uygulama gereksinimlerine bağlıdır.
Standart bir 6 katmanlı PCB yığını, üst katman - prepreg - dahili zemin katmanı - çekirdek - dahili yönlendirme katmanı - prepreg - dahili yönlendirme katmanı - çekirdek - dahili güç katmanı - prepreg - alt katmanı içerir.
Bu standart bir yapılandırma olsa da tüm PCB tasarımları için uygun olmayabilir ve katmanları yeniden konumlandırmak veya daha spesifik katmanlara sahip olmak gerekebilir.Ancak, bunları yerleştirirken kablolama verimliliği ve karışmanın en aza indirilmesi dikkate alınmalıdır.
Avantajlar:
● Mukavemet - Altı katmanlı PCB'ler, öncekilerden daha ince olduğundan daha kalındır ve bu nedenle daha sağlamdır.
● Kompaktlık - Bu kalınlıkta altı katmana sahip panolar daha fazla teknik kapasiteye sahiptir ve daha az genişlik tüketebilir.
● Yüksek kapasite - Altı katmanlı veya daha fazla PCB, elektronik cihazlar için optimum güç sağlar ve karışma ve elektromanyetik girişim olasılığını büyük ölçüde azaltır.
Uygulamalar:
● Bilgisayarlar - 6 katmanlı PCB'ler, kişisel bilgisayarların hızla geliştirilmesine yardımcı olarak onları daha kompakt, daha hafif ve daha hızlı hale getirdi.
● Veri depolama - Altı katmanlı PCB'lerin yüksek kapasitesi, son on yılda veri depolama cihazlarının bolluğunu artırdı.
● Yangın alarm sistemleri - 6 veya daha fazla devre kartı kullanan alarm sistemleri, gerçek tehlikeyi algıladıkları anda daha doğru hale gelir.
Bir baskılı devre kartındaki katman sayısı dördüncü ve altıncı katmanın ötesinde arttıkça, yığına daha iletken bakır katmanlar ve dielektrik malzeme katmanları eklenir.
Örneğin, sekiz katmanlı bir PCB, yedi sıra dielektrik malzeme ile birbirine bağlanan dört düzlem ve dört sinyal bakır katmanı (toplamda sekiz) içerir.Sekiz katmanlı yığın, üstte ve altta dielektrik lehim maskesi katmanlarıyla kapatılmıştır.Temel olarak, sekiz katmanlı PCB yığını altı katmanlıya benzer, ancak ek bir çift bakır ve prepreg sütun içerir.
Shenzhen ANKE PCB Co.,LTD
2023-6-17
Gönderim zamanı: 26 Haziran 2023
