Enkeltlags-PCB vs. flerlags-PCB – fordeler, ulemper, design og produksjonsprosess.
Førdesigne et kretskort, må du bestemme deg for om du skal bruke et enkeltlags- eller flerlags-PCB. Begge designtypene brukes i mange hverdagsenheter. Den typen prosjekt du bruker kortet til vil avgjøre hvilket som er best for deg. Flerlagskort er vanligere for komplekse enheter, mens enkeltlagskort kan brukes til enklere enheter. Denne artikkelen vil hjelpe deg med å forstå forskjellene og velge riktig type for prosjektet ditt.
Basert på navnene på disse PCB-ene, kan du sannsynligvis gjette hva forskjellen er. Et enkeltlagskort har ett lag med basismateriale (også kjent som et substrat), mens flerlagskort inneholder flere lag. Når du undersøker dem nøye, vil du legge merke til mange forskjeller i hvordan disse kortene er konstruert og fungerer.
Hvis du er interessert i å lese mer om disse to PCB-typene, fortsett å lese!
Hva er et enkeltlags PCB?
Ensidige kort er også kjent som ensidige kort. De har komponenter på den ene siden og et ledermønster på den andre. Disse kortene har ett lag med ledende materiale (vanligvis kobber). Et enkeltlagskort består av et substrat, ledende metalllag, et beskyttende loddelag og en silketrykk. Enkeltlagskort finnes i mange enklere elektroniske enheter.
Fordeler med enkeltlags-PCB
1. Rimelig
Totalt sett er et enkeltlags PCB rimeligere på grunn av det enkle designet. Det er fordi det kan utvikles på en tidseffektiv måte uten å være avhengig av et stort antallPCB-materialeI tillegg krever det ikke mye kunnskap.
2. Raskt produsert
Med en så enkel design og lav ressursavhengighet kan enkeltlags PCB-er produseres på kort tid! Det er selvsagt en stor fordel, spesielt hvis du trenger et PCB så snart som mulig.
3. Lett å produsere
Det populære ettlags-PCB-et kan designes uten tekniske vanskeligheter. Det er fordi det tilbyr en enkel designprosess, slik at produsenter og fagfolk kan produsere dem uten problemer.
4. Du kan bestille i store mengder
På grunn av den enkle utviklingsprosessen kan du bestille mange av disse PCB-typene samtidig. Du kan til og med forvente en reduksjon i kostnadene per kort hvis du bestiller i bulk.
Ulemper med enkeltlags-PCB
1. Begrenset hastighet og kapasitet
Disse kretskortene tilbyr minimale tilkoblingsmuligheter. Det betyr at den totale effekten og hastigheten vil reduseres. I tillegg reduseres driftskapasiteten som følge av designet. Kretsen fungerer kanskje ikke for applikasjoner med høy effekt.
2. Den tilbyr ikke mye plass
Komplekse enheter vil ikke ha nytte av et enkeltlags kretskort. Det er fordi det gir svært lite plass til ekstraSMD-komponenterog tilkoblinger. Ledninger som kommer i kontakt med hverandre vil føre til at kretskortet ikke fungerer som det skal. Beste praksis er å sørge for at kretskortet har tilstrekkelig plass til alt.
3. Større og tyngre
Du må gjøre kortet større for å gi det flere funksjoner til ulike driftsformål. Dette vil imidlertid også øke produktets vekt.
Påføring av enkeltlags PCB
På grunn av den lave produksjonskostnaden er ensidige plater populære i mange husholdningsapparater ogforbrukerelektronikkDisse er populære for enheter som kan lagre lite data. Noen eksempler inkluderer:
● Kaffetraktere
● LED-lys
● Kalkulatorer
● Radioer
● Strømforsyninger
● Forskjellige sensortyper
● Solid State-disker (SSD)
Hva er flerlags PCB?
Flerlags-PCB-er består av flere dobbeltsidige kort stablet oppå hverandre. De kan ha så mange kort som nødvendig, men det lengste som ble laget var 129 lag tykt. De har vanligvis mellom 4 og 12 lag. Uvanlige mengder kan imidlertid føre til problemer som vridning eller skjevhet etter lodding.
Et flerlagskorts substratlag har et ledende metall på hver side. Hvert kort er sammenføyet med et spesiallim og et isolerende materiale. Flerlagskortene har loddemasker i kantene.
Fordeler med flerlags PCB
1. Komplekse prosjekter
Komplekse enheter som er avhengige av tilleggskomponenter og kretser trenger vanligvis et flerlags PCB. Du kan utvide kortet via integrasjoner med flere lag. Dette gjør det egnet for tilleggskretser som har ekstra tilkoblinger, som ellers ikke ville passe på et standardkort.
2. Mer holdbar
Ekstra lag øker tykkelsen på brettet, noe som gjør det slitesterkt. Dette vil sikre lang levetid og gjøre at det tåler uventede hendelser, inkludert fall.
3. Tilkobling
Flere komponenter trenger vanligvis mer enn ett tilkoblingspunkt. I dette tilfellet trenger et flerlags-kretskort bare ett enkelt tilkoblingspunkt. Samlet sett bidrar denne fordelen til enhetens enkle design og lette egenskaper.
4. Mer kraft
Å legge til mer tetthet til et flerlags PCB gjør det praktisk for strømkrevende enheter. Generelt betyr dette at det kan operere raskere og mer effektivt. Den økte kapasiteten gjør det egnet for kraftige enheter.
Ulemper med flerlags PCB
1. Dyrere
Du kan forvente å betale mer for et flerlags kretskort siden det krever ekstra materialer, ekspertise og tid å utvikle. Av denne grunn bør du sørge for at bruk av en flerlagskomponent er mer fordelaktig enn prisen.
2. Lang leveringstid
Flerlagsplater vil ta lengre tid å utvikle. Dette skyldes viktige deler som krever låsing slik at hvert lag danner et individuelt plate. Hver av disse prosessene bidrar til den totale ferdigstillelsestiden.
3. Reparasjoner kan være komplekse
Hvis et flerlags PCB opplever problemer, kan det være vanskelig å reparere det. Noen interne lag kan kanskje ikke sees fra utsiden, noe som gjør det vanskeligere å finne ut hva som forårsaker skader på komponenter eller fysiske kretskort. I tillegg må du vurdere antallet integrerte komponenter på kretskortet, fordi det gjør reparasjonene vanskeligere å fullføre.
Forskjell: Enkeltlags-PCB vs. flerlags-PCB
1. Produksjonsprosess
Et enkeltlags PCB gjennomgår en lang produksjonsprosess. Vanligvis innebærer det bruk av mangeCNC-maskineringprosesser for å lage platen. Hele prosessen involverer skjæring-boring-plassering av grafikk-etsing-loddemaske og utskrift.
Etterpå gjennomgår den overflatebehandling før den testes, inspiseres og pakkes for frakt.
Samtidig lages flerlags-PCB-er gjennom en spesiell prosess. Den innebærer å legge prepreg- og fundamentmaterialelag over hverandre under høyt trykk og temperatur. Dette sikrer at luft ikke blir fanget mellom hvert lag. Det betyr også at harpiksen dekker lederne, og limet som fester hvert lag sammen smelter og herder riktig.
2. Materiale
Enkeltlags- og flerlags-PCB-er produseres med metall, FR-4, CEM, teflon og polyimidmaterialer. Selv da er kobber det vanligste valget.
3. Kostnad
Totalt sett er et enkeltlags-PCB rimeligere enn et flerlags-PCB. Det er hovedsakelig på grunn av materialene som brukes, produksjonstiden og ekspertisen. Andre faktorer kan påvirke prisen, inkludert størrelse, laminering, leveringstid osv.
4. Søknad
Vanligvis brukes enkeltlags-PCB-er til enkle enheter, mens flerlags-PCB-er er mer anvendelige for avansert teknologi, for eksempel smarttelefoner.
Avgjør om du trenger ettlags- eller flerlags-PCB-er
Det ville være nyttig om du fant ut om flerlags- eller ettlagskretskort er nødvendige for prosjektet ditt. Vurder deretter hvilken type prosjekt du har og hva som passer best. Dette er de fem spørsmålene du bør stille deg selv:
1. Hvilket funksjonsnivå trenger jeg? Du trenger kanskje flere lag hvis det er mer komplekst.
2. Hva er den maksimale brettstørrelsen? Flerlagsbrett gir mer funksjonalitet på et mindre område.
3. Verdsetter du holdbarhet? Flerlagsmateriale er det beste alternativet hvis holdbarhet er en prioritet.
4. Hvor mye må jeg bruke? Enkeltlagsplater passer best for budsjetter på under 500 dollar.
5. Hva er leveringstiden for PCB-er? Leveringstiden for ettlags kretskort er kortere enn for flerlagskort.
Andre tekniske spørsmål, som driftsfrekvens, tetthet og signallag, må tas opp. Disse spørsmålene vil avgjøre om du trenger et kort med ett, tre, fire eller flere lag.
Publisert: 14. februar 2023