Jednowarstwowa płytka drukowana a wielowarstwowa płytka drukowana – zalety i wady, projektowanie i proces produkcyjny.
Zanimzaprojektowanie płytki drukowanej, musisz zdecydować, czy zastosować jednowarstwową, czy wielowarstwową płytkę PCB. Obydwa typy konstrukcji są stosowane w wielu urządzeniach codziennego użytku. Rodzaj projektu, do którego używasz tablicy, określi, który z nich będzie dla Ciebie najlepszy. Płyty wielowarstwowe są bardziej powszechne w przypadku złożonych urządzeń, natomiast płyty jednowarstwowe mogą być stosowane w prostszych urządzeniach. Ten artykuł pomoże Ci zrozumieć różnice i wybrać odpowiedni typ dla swojego projektu.
Bazując na nazwach tych płytek PCB, zapewne domyślacie się, na czym polega różnica. Płyta jednowarstwowa ma jedną warstwę materiału bazowego (zwanego również podłożem), natomiast płyty wielowarstwowe zawierają wiele warstw. Przyglądając się im bliżej, zauważysz wiele różnic w budowie i działaniu tych desek.
Jeśli chcesz przeczytać więcej na temat tych dwóch typów PCB, czytaj dalej!
Co to jest jednowarstwowa płytka drukowana?
Deski jednostronne nazywane są również deskami jednostronnymi. Mają komponenty po jednej stronie i wzór przewodnika po drugiej. Płyty te mają jedną warstwę materiału przewodzącego (zwykle miedź). Płytka jednowarstwowa składa się z podłoża, przewodzących warstw metalu, ochronnej warstwy lutowia i sitodruku. Płytki jednowarstwowe można znaleźć w wielu prostszych urządzeniach elektronicznych.
Zalety jednowarstwowej płytki drukowanej
1. Niedrogi
Ogólnie rzecz biorąc, jednowarstwowa płytka PCB jest tańsza ze względu na uproszczoną konstrukcję. Dzieje się tak dlatego, że można go opracować w sposób oszczędny czasowo, bez konieczności korzystania z dużej liczbyMateriał PCB. Co więcej, nie wymaga to dużej wiedzy.
2. Szybko wyprodukowane
Dzięki tak prostej konstrukcji i niewielkiej zależności od zasobów jednowarstwowe płytki PCB można wyprodukować w mgnieniu oka! Oczywiście jest to ogromna zaleta, zwłaszcza jeśli potrzebujesz płytki PCB tak szybko, jak to możliwe.
3. Łatwy w produkcji
Popularną jednowarstwową płytkę PCB można zaprojektować bez trudności technicznych. Dzieje się tak dlatego, że oferuje prosty proces projektowania, dzięki czemu producenci i profesjonaliści mogą je produkować bez problemów.
4. Możesz zamówić hurtowo
Ze względu na łatwy proces projektowania można zamówić wiele typów płytek drukowanych jednocześnie. Możesz nawet spodziewać się spadku kosztów w przeliczeniu na deskę, jeśli zamawiasz hurtowo.
Wady jednowarstwowej płytki PCB
1. Ograniczona prędkość i pojemność
Te płytki drukowane oferują minimalne opcje łączności. Oznacza to, że ogólna moc i prędkość spadną. Dodatkowo pojemność operacyjna maleje w wyniku jego konstrukcji. Obwód może nie działać w zastosowaniach wymagających dużej mocy.
2. Nie oferuje zbyt wiele miejsca
Złożone urządzenia nie skorzystają na jednowarstwowej płytce drukowanej. Dzieje się tak dlatego, że oferuje bardzo mało miejsca na dodatkowe rzeczyKomponenty SMDi połączenia. Przewody stykające się ze sobą spowodują nieprawidłowe działanie płytki. Najlepsza praktyka polega na zapewnieniu, że płytka drukowana zapewnia wystarczającą ilość miejsca na wszystko.
3. Większy i cięższy
Będziesz musiał powiększyć płytkę, aby zapewnić dodatkowe możliwości dla różnych celów operacyjnych. Jednakże spowoduje to również zwiększenie wagi produktu.
Zastosowanie jednowarstwowej płytki PCB
Płyty jednostronne ze względu na niski koszt produkcji są popularne w wielu urządzeniach gospodarstwa domowegoelektronika użytkowa. Są one popularne w przypadku urządzeń, które mogą przechowywać niewielką ilość danych. Oto kilka przykładów:
● Ekspresy do kawy
● Światła LED
● Kalkulatory
● Radia
● Zasilacze
● Różne typy czujników
● Dyski półprzewodnikowe (SSD)
Co to jest wielowarstwowa płytka PCB?
Wielowarstwowe płytki PCB składają się z wielu dwustronnych płytek ułożonych jedna na drugiej. Mogą mieć dowolną liczbę desek, ale najdłuższa wykonana miała grubość 129 warstw. Zwykle mają od 4 do 12 warstw. Jednak nietypowe ilości mogą prowadzić do problemów, takich jak wypaczenie lub skręcenie po lutowaniu.
Warstwy podłoża płyty wielowarstwowej mają po obu stronach metal przewodzący. Łączenie każdej płyty odbywa się za pomocą specjalistycznego kleju i materiału izolacyjnego. Płytki wielowarstwowe posiadają na krawędziach maski lutownicze.
Zalety wielowarstwowej płytki PCB
1. Złożone projekty
Złożone urządzenia oparte na dodatkowych komponentach i obwodach zwykle wymagają wielowarstwowej płytki drukowanej. Tablicę można rozbudowywać poprzez integracje kolejnych warstw. Dzięki temu nadaje się do dodatkowych obwodów wyposażonych w dodatkowe połączenia, które w przeciwnym razie nie zmieściłyby się na standardowej płytce.
2. Bardziej trwałe
Dodatkowe warstwy zwiększają grubość deski, dzięki czemu jest ona trwała. Zapewni to wówczas długowieczność i pozwoli przetrwać nieoczekiwane zdarzenia, w tym upadki.
3. Połączenie
Kilka komponentów zwykle wymaga więcej niż jednego punktu połączenia. W tym przypadku wielowarstwowa płytka drukowana wymaga jedynie indywidualnego punktu połączenia. Ogólnie rzecz biorąc, ta zaleta przyczynia się do prostej konstrukcji urządzenia i jego lekkości.
4. Większa moc
Zwiększenie gęstości wielowarstwowej płytki PCB sprawia, że jest ona praktyczna w przypadku urządzeń energochłonnych. Ogólnie rzecz biorąc, oznacza to, że może działać szybciej i wydajniej. Zwiększona pojemność sprawia, że nadaje się do wydajnych urządzeń.
Wady wielowarstwowych płytek PCB
1. Droższe
Za wielowarstwową płytkę drukowaną możesz zapłacić więcej, ponieważ wymaga ona dodatkowych materiałów, wiedzy specjalistycznej i czasu na opracowanie. Z tego powodu należy zadbać o to, aby zastosowanie komponentu wielowarstwowego było korzystniejsze niż cena.
2. Długi czas realizacji
Przygotowanie płyt wielowarstwowych zajmie więcej czasu. Dzieje się tak ze względu na istotne części, które wymagają blokowania tak, aby każda warstwa tworzyła odrębną deskę. Każdy z tych procesów ma wpływ na całkowity czas realizacji.
3. Naprawy mogą być złożone
Jeśli na wielowarstwowej płytce drukowanej wystąpią problemy, jej naprawa może być trudna. Niektóre warstwy wewnętrzne mogą nie być widoczne z zewnątrz, co utrudnia określenie przyczyny uszkodzeń komponentów lub płyty fizycznej. Ponadto należy wziąć pod uwagę liczbę zintegrowanych komponentów na płycie, ponieważ utrudnia to wykonanie naprawy.
Różnica: jednowarstwowa płytka PCB a wielowarstwowa płytka PCB
1. Proces produkcyjny
Jednowarstwowa płytka PCB poddawana jest długiemu procesowi produkcyjnemu. Zwykle wiąże się to z użyciem wieluObróbka CNCprocesy tworzenia tablicy. Cały proces obejmuje cięcie-wiercenie-umieszczenie grafiki-trawienie-maski lutowniczej i nadruk.
Następnie przechodzi obróbkę powierzchniową, zanim zostanie przetestowany, sprawdzony i zapakowany do wysyłki.
Tymczasem wielowarstwowe płytki PCB powstają w specjalnym procesie. Polega na nałożeniu na siebie warstw prepregu i materiału fundamentowego pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury. Dzięki temu pomiędzy każdą warstwą nie zostanie uwięzione powietrze. Oznacza to również, że żywica pokryje przewodniki, a klej łączący każdą warstwę stopi się i prawidłowo utwardzi.
2. Materiał
Jednowarstwowe i wielowarstwowe płytki drukowane są produkowane z materiałów metalowych, FR-4, CEM, teflonowych i poliimidowych. Nawet wtedy miedź jest najczęstszym wyborem.
3. Koszt
Ogólnie rzecz biorąc, jednowarstwowa płytka PCB jest tańsza niż wielowarstwowa płytka PCB. Dzieje się tak głównie ze względu na użyte materiały, czas produkcji i specjalistyczną wiedzę. Inne czynniki mogą mieć wpływ na cenę, w tym rozmiar, laminacja, czas realizacji itp.
4. Zastosowanie
Ogólnie rzecz biorąc, jednowarstwowe płytki PCB są używane w prostych urządzeniach, podczas gdy wielowarstwowe płytki PCB są bardziej odpowiednie dla zaawansowanych technologii, takich jak smartfony.
Podejmij decyzję, czy potrzebujesz jednowarstwowych, czy wielowarstwowych płytek PCB
Pomocne byłoby określenie, czy w Twoim projekcie wymagane są wielowarstwowe czy jednowarstwowe płytki drukowane. Następnie zastanów się, jaki rodzaj projektu masz i jaki jest najlepszy. Oto pięć pytań, które powinieneś sobie zadać:
1. Jakiego poziomu funkcjonalności będę potrzebować? Jeśli projekt jest bardziej złożony, możesz potrzebować więcej warstw.
2. Jaki jest maksymalny rozmiar planszy? Deski wielowarstwowe pozwalają na większą funkcjonalność na mniejszej powierzchni.
3. Cenisz trwałość? Jeśli priorytetem jest trwałość, najlepszym rozwiązaniem będzie wielowarstwowa konstrukcja.
4. Ile muszę wydać? Płyty jednowarstwowe są najlepsze w przypadku budżetów mniejszych niż 500 USD.
5. Jaki jest czas realizacji PCB? Czas realizacji jednowarstwowej płytki drukowanej jest krótszy niż w przypadku płytek wielowarstwowych.
Należy uwzględnić inne kwestie techniczne, takie jak częstotliwość robocza, gęstość i warstwy sygnału. Te pytania pozwolą określić, czy potrzebujesz płyty z jedną, trzema, czterema czy więcej warstwami.
Czas publikacji: 14 lutego 2023 r