Płytka drukowana jednowarstwowa kontra płytka drukowana wielowarstwowa – zalety, wady, konstrukcja i proces produkcji.
Zanimprojektowanie płytki drukowanej, musisz zdecydować, czy użyć płytki PCB jednowarstwowej czy wielowarstwowej. Oba typy projektu są używane w wielu codziennych urządzeniach. Rodzaj projektu, do którego używasz płytki, określi, który z nich jest dla Ciebie najlepszy. Płytki wielowarstwowe są bardziej powszechne w przypadku złożonych urządzeń, podczas gdy płytki jednowarstwowe można stosować w przypadku prostszych urządzeń. Ten artykuł pomoże Ci zrozumieć różnice i wybrać odpowiedni typ dla Twojego projektu.
Na podstawie nazw tych PCB prawdopodobnie możesz zgadnąć, jaka jest różnica. Płytka jednowarstwowa ma jedną warstwę materiału bazowego (znaną również jako podłoże), podczas gdy płytki wielowarstwowe zawierają wiele warstw. Przyglądając się im uważnie, zauważysz wiele różnic w sposobie, w jaki te płytki są zbudowane i działają.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat tych dwóch typów płytek PCB, czytaj dalej!
Czym jest płytka PCB jednowarstwowa?
Płytki jednostronne są również znane jako płytki jednostronne. Mają komponenty po jednej stronie i wzór przewodnika po drugiej. Te płytki mają jedną warstwę materiału przewodzącego (zwykle miedzi). Płytka jednowarstwowa składa się z podłoża, warstw przewodzącego metalu, ochronnej warstwy lutowniczej i sitodruku. Płytki jednowarstwowe można znaleźć w wielu prostszych urządzeniach elektronicznych.
Zalety jednowarstwowej płytki PCB
1. Niedrogi
Ogólnie rzecz biorąc, jednowarstwowa płytka PCB jest mniej kosztowna ze względu na jej uproszczoną konstrukcję. Dzieje się tak, ponieważ można ją opracować w sposób efektywny czasowo, bez polegania na dużej liczbieMateriał PCB. Ponadto nie wymaga to dużej wiedzy.
2. Szybko wyprodukowane
Dzięki tak prostej konstrukcji i niskiemu zużyciu zasobów, jednowarstwowe PCB można wyprodukować w mgnieniu oka! Oczywiście, to ogromna zaleta, zwłaszcza jeśli potrzebujesz PCB tak szybko, jak to możliwe.
3. Łatwy w produkcji
Popularną jednowarstwową płytkę PCB można zaprojektować bez trudności technicznych. Dzieje się tak, ponieważ oferuje ona prosty proces projektowania, dzięki czemu producenci i profesjonaliści mogą je produkować bez problemów.
4. Możesz zamówić hurtowo
Ze względu na łatwy proces rozwoju możesz zamówić wiele tych typów PCB w tym samym czasie. Możesz nawet spodziewać się spadku kosztów na płytkę, jeśli zamówisz hurtowo.
Wady PCB jednowarstwowej
1. Ograniczona prędkość i pojemność
Te płytki obwodów oferują minimalne opcje łączności. Oznacza to, że ogólna moc i prędkość będą się zmniejszać. Ponadto pojemność operacyjna zmniejsza się w wyniku konstrukcji. Obwód może nie działać w zastosowaniach o dużej mocy.
2. Nie oferuje dużo miejsca
Złożone urządzenia nie skorzystają na jednowarstwowej płytce drukowanej. Dzieje się tak, ponieważ oferuje ona bardzo mało miejsca na dodatkoweElementy SMDi połączenia. Przewody stykające się ze sobą spowodują nieprawidłowe działanie płytki. Najlepszą praktyką jest zapewnienie, że płytka drukowana zapewnia wystarczająco dużo miejsca na wszystko.
3. Większy i cięższy
Będziesz musiał powiększyć płytę, aby zapewnić dodatkowe możliwości dla różnych celów operacyjnych. Jednak zrobienie tego zwiększy również wagę produktu.
Zastosowanie PCB jednowarstwowej
Ze względu na niskie koszty produkcji płytki jednostronne cieszą się popularnością w wielu urządzeniach gospodarstwa domowego ielektronika użytkowa. Są one popularne w przypadku urządzeń, które mogą przechowywać mało danych. Oto kilka przykładów:
● Ekspresy do kawy
● Światła LED
● Kalkulatory
● Radia
● Zasilacze
● Różne typy czujników
● Dyski SSD (Solid State Drive)
Czym jest płytka PCB wielowarstwowa?
Wielowarstwowe PCB składają się z wielu dwustronnych płytek ułożonych jedna na drugiej. Mogą mieć tyle płytek, ile potrzeba, ale najdłuższa z nich miała grubość 129 warstw. Zazwyczaj mają od 4 do 12 warstw. Jednak nietypowe ilości mogą prowadzić do problemów, takich jak wypaczanie lub skręcanie po lutowaniu.
Warstwy podłoża płyty wielowarstwowej mają przewodzący metal po każdej stronie. Każda płyta jest łączona za pomocą specjalistycznego kleju i materiału izolacyjnego. Płyty wielowarstwowe mają maski lutownicze na krawędziach.
Zalety wielowarstwowych płytek PCB
1. Projekty złożone
Złożone urządzenia, które polegają na dodatkowych komponentach i obwodach, zazwyczaj wymagają wielowarstwowej płytki PCB. Płytkę można rozszerzyć poprzez dodatkowe integracje warstw. Dzięki temu nadaje się ona do dodatkowych obwodów, które mają dodatkowe połączenia, które w przeciwnym razie nie zmieściłyby się na standardowej płytce.
2. Większa trwałość
Dodatkowe warstwy zwiększają grubość deski, co czyni ją trwałą. To z kolei zapewni jej długowieczność i pozwoli przetrwać nieoczekiwane zdarzenia, w tym upadki.
3. Połączenie
Kilka komponentów zazwyczaj wymaga więcej niż jednego punktu połączenia. W tym przypadku wielowarstwowa płytka PCB potrzebuje tylko pojedynczego punktu połączenia. Ogólnie rzecz biorąc, ta zaleta przyczynia się do prostej konstrukcji urządzenia i jego lekkich cech.
4. Więcej mocy
Dodanie większej gęstości do wielowarstwowej płytki PCB czyni ją praktyczną dla urządzeń o dużym poborze mocy. Generalnie oznacza to, że może działać szybciej i wydajniej. Zwiększona pojemność sprawia, że nadaje się do urządzeń o dużej mocy.
Wady płytek PCB wielowarstwowych
1. Droższe
Możesz spodziewać się, że zapłacisz więcej za wielowarstwową płytkę drukowaną, ponieważ wymaga ona dodatkowych materiałów, wiedzy fachowej i czasu na opracowanie. Z tego powodu powinieneś upewnić się, że użycie wielowarstwowego komponentu jest korzystniejsze niż cena.
2. Długi czas realizacji
Opracowanie płyt wielowarstwowych zajmie więcej czasu. Wynika to z faktu, że istotne części wymagają blokowania, aby każda warstwa utworzyła pojedynczą płytę. Każdy z tych procesów wpływa na ogólny czas realizacji.
3. Naprawy mogą być skomplikowane
Jeśli wielowarstwowa płytka PCB ma problemy, naprawa może być trudna. Niektóre wewnętrzne warstwy mogą nie być widoczne z zewnątrz, co utrudnia ustalenie, co powoduje uszkodzenia komponentów lub fizycznej płytki. Ponadto należy wziąć pod uwagę liczbę zintegrowanych komponentów na płytce, ponieważ utrudnia to wykonanie napraw.
Różnica: PCB jednowarstwowe a PCB wielowarstwowe
1. Proces produkcyjny
Jednowarstwowa płytka PCB przechodzi długi proces produkcyjny. Zazwyczaj obejmuje on użycie wieluObróbka CNCprocesy tworzenia płytki. Cały proces obejmuje cięcie-wiercenie-umieszczanie grafiki-trawienie-maskę lutowniczą i drukowanie.
Następnie poddawany jest obróbce powierzchniowej, a następnie testowany, kontrolowany i pakowany do wysyłki.
Tymczasem wielowarstwowe PCB powstają w specjalnym procesie. Polega on na nakładaniu warstw prepregu i materiału bazowego na siebie pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze. Dzięki temu powietrze nie zostanie uwięzione między każdą warstwą. Oznacza to również, że żywica pokryje przewodniki, a klej łączący każdą warstwę ze sobą topi się i utwardza prawidłowo.
2. Materiał
Jednowarstwowe i wielowarstwowe PCB są produkowane przy użyciu materiałów metalowych, FR-4, CEM, teflonu i poliimidu. Nawet wtedy miedź jest najczęstszym wyborem.
3. Koszt
Ogólnie rzecz biorąc, jednowarstwowa płytka PCB jest tańsza niż wielowarstwowa płytka PCB. Wynika to głównie z użytych materiałów, czasu produkcji i wiedzy fachowej. Na cenę mogą wpływać inne czynniki, w tym rozmiar, laminowanie, czas realizacji itp.
4. Zastosowanie
Ogólnie rzecz biorąc, płytki PCB jednowarstwowe stosuje się w przypadku prostych urządzeń, natomiast płytki PCB wielowarstwowe sprawdzają się w przypadku zaawansowanych technologii, np. smartfonów.
Decyzja, czy potrzebujesz płytek PCB jednowarstwowych czy wielowarstwowych
Pomogłoby, gdybyś ustalił, czy dla Twojego projektu wymagane są wielowarstwowe czy jednowarstwowe płytki drukowane. Następnie zastanów się, jaki masz typ projektu i co jest dla niego najlepsze. Oto pięć pytań, które powinieneś sobie zadać:
1. Jaki poziom funkcjonalności będzie mi potrzebny? Możesz potrzebować więcej warstw, jeśli jest to bardziej złożone.
2. Jaki jest maksymalny rozmiar płytki? Płytki wielowarstwowe umożliwiają większą funkcjonalność na mniejszej powierzchni.
3. Czy cenisz trwałość? Wielowarstwowość to najlepsza opcja, jeśli trwałość jest priorytetem.
4. Ile muszę wydać? Deski jednowarstwowe są najlepsze dla budżetów poniżej 500 USD.
5. Jaki jest czas realizacji dla PCB? Czas realizacji dla jednowarstwowej płytki drukowanej jest krótszy niż dla płytek wielowarstwowych.
Inne kwestie techniczne, takie jak częstotliwość operacji, gęstość i warstwy sygnału, będą musiały zostać omówione. Te pytania określą, czy potrzebujesz płytki z jedną, trzema, czterema czy większą liczbą warstw.
Czas publikacji: 14-02-2023