Mikä on Monikerroksinen PCB?

Monikerroksinen piirilevy määritellään piirilevyksi, joka koostuu kolmesta tai useammasta kerroksesta johtavaa kuparikalvoa. Ne näyttävät kerroksilta kaksipuolisia piirilevyjä, jotka on laminoitu ja liimattu yhteen, ja niiden välissä on useita eristyskerroksia. Koko rakenne on järjestetty siten, että kaksi kerrosta asetetaan piirilevyn pintapuolelle yhteyden muodostamiseksi ympäristöön. Kaikki kerrosten väliset sähköliitännät tehdään reikien kautta, kuten galvanoitu reikien, sokeiden reikien ja haudattujen reikien kautta. Tätä menetelmää voidaan sitten käyttää erittäin monimutkaisten erikokoisten PCBS: ien tuottamiseen.

Miksi monikerroksisia PCBS -levyjä käytetään niin laajalti?

Monikerroksinen PCBS syntyi vastauksena elektroniikkateollisuuden jatkuvasti muuttuviin muutoksiin. Ajan myötä elektronisten laitteiden toiminnoista on tullut yhä monimutkaisempia, ja ne vaativat monimutkaisempia PCBS -yhdisteitä. Valitettavasti PCBS: ää rajoittavat ongelmat, kuten melu, hajakapasitanssi ja ylikuuluminen, joten tiettyjä suunnittelurajoituksia on noudatettava. Nämä suunnittelunäkökohdat vaikeuttivat tyydyttävän suorituskyvyn saavuttamista yksipuolisista tai jopa kaksipuolisista PCBS-yhdisteistä-tästä syntyi monikerroksinen PCBS.

Kaksikerroksisen PCBS: n tehon kapselointi tähän muotoon on vain murto-osa koosta, ja monikerroksiset PCBS: t ovat yhä suosittuja elektroniikassa. Niitä on erikokoisia ja -paksuisia vastaamaan laajennettujen sovellustensa tarpeita, ja vaihtelut vaihtelevat 4-12 kerroksesta. Kerrosten määrä on yleensä parillinen, koska parittomat kerrokset voivat aiheuttaa ongelmia piirissä, kuten vääntymistä, eikä niiden tuottaminen ole kustannustehokasta. Most applications require four to eight layers, but applications such as mobile devices and smartphones tend to use around 12 layers, while some specialist PCB manufacturers have the capacity to produce close to 100 layers. Monikerroksiset PCBS: t, joissa on useita kerroksia, ovat kuitenkin harvinaisia, koska ne ovat erittäin kustannustehokkaita.

Miksi monikerroksisia PCBS -levyjä käytetään niin laajalti?

Vaikka monikerroksisten PCBS-tuotteiden valmistus on yleensä kalliimpaa ja työvoimavaltaista, niistä on tulossa tärkeä osa nykyaikaista tekniikkaa. Tämä johtuu pääasiassa niiden tarjoamista monista eduista, etenkin verrattuna yksikerroksisiin ja kaksikerroksisiin lajikkeisiin.

Monikerroksisen PCBS: n edut

Teknisestä näkökulmasta monikerroksisilla PCBS-levyillä on useita etuja suunnittelussa. Näitä monikerroksisen piirilevyn etuja ovat:

• Pieni koko: Yksi monikerroksisten piirilevyjen käytön merkittävimmistä ja tunnetuimmista eduista on niiden koko. Monikerroksisen PCBS: n kerrostetun rakenteen vuoksi ne ovat itse pienempiä kuin muut PCBS, joilla on samanlainen toiminto. This has brought huge benefits to modern electronics as the current trend is towards smaller, more compact but more powerful gadgets such as smartphones, laptops, tablets and wearables.

• Kevyt rakenne: Pienempiä PCBS-levyjä käytetään kevyempään painoon, varsinkin kun yksi- ja kaksikerroksisten PCBS-levyjen yhdistämiseen tarvittavat useat liittimet on poistettu monikerroksisten mallien eduksi. Tämä taas vaikuttaa nykyaikaisen elektroniikan käsiin, joka on yleensä liikkuvampaa.

• Korkealaatuinen: Tämäntyyppiset PCBS-tyypit ovat yleensä parempia kuin yksikerroksiset ja kaksikerroksiset PCBS-levyt johtuen työn ja suunnittelun määrästä, joka on tehtävä monikerroksisten PCBS-levyjen valmistuksessa. Tämän seurauksena ne ovat myös luotettavampia.

• Parempi kestävyys: Monikerroksinen PCBS kestää luonteensa vuoksi pidempään. Näiden monikerroksisten PCBS -levyjen ei tarvitse kestää vain omaa painoaan, vaan niiden on myös kyettävä käsittelemään liimaamiseen käytetty lämpö ja paine. Näiden tekijöiden lisäksi monikerroksinen PCBS käyttää useita kerroksia eristettä piirikerrosten välillä yhdistäen ne prepreg -liimoihin ja suojamateriaaleihin.

• Lisää joustavuutta: Vaikka tämä ei koske kaikkia monikerroksisia PCB -komponentteja, jotkut käyttävät joustavia rakennustekniikoita, mikä johtaa joustavaan monikerroksiseen PCBS: ään. Tämä voi olla ihanteellinen sovelluksiin, joissa pientä taipumista ja taivutusta voi esiintyä puolisäännöllisesti. Tämä ei myöskään koske kaikkia monikerroksisia PCBS -levyjä, ja mitä enemmän kerroksia lisäät joustavaan piirilevyyn, sitä vähemmän joustava piirilevy muuttuu.

• Tehokkaampi: Monikerroksiset piirilevyt ovat erittäin tiheitä komponentteja, jotka yhdistävät useita kerroksia YKSI PCB: ksi. Nämä lähietäisyydet tekevät levyistä enemmän yhteyksiä, ja niiden luontaisten sähköisten ominaisuuksien ansiosta ne voivat saavuttaa suuremman kapasiteetin ja nopeuden pienemmästä huolimatta.

• Yksittäinen liitäntäpiste: Monikerroksiset piirilevyt on suunniteltu käytettäväksi yhtenä yksikkönä eikä sarjana muiden piirilevykomponenttien kanssa. Tämän seurauksena niillä on yksi liitäntäpiste useiden yksikerroksisen PCBS: n käyttämiseen tarvittavien useiden yhteyksien sijasta. Tämä osoittautuu hyödylliseksi myös elektronisessa tuotesuunnittelussa, koska niiden on sisällytettävä lopputuotteeseen vain yksi liitäntäpiste. Tämä on erityisen hyödyllistä pienille elektroniikkalaitteille ja laitteille, jotka on suunniteltu minimoimaan koko ja paino.

These advantages make multilayer PCBS useful in a variety of applications, especially mobile devices and high-function electronics. Kun monet teollisuudenalat siirtyvät mobiiliratkaisuihin, monikerroksiset PCBS-levyt löytävät paikkansa yhä useammassa toimialakohtaisessa sovelluksessa.

Miksi monikerroksisia PCBS -levyjä käytetään niin laajalti?

Monikerroksisen PCBS: n haitat

Multi-layer PCB has many advantages and is suitable for various advanced technologies. Tämäntyyppiset PCBS: t eivät kuitenkaan sovellu kaikkiin sovelluksiin. Itse asiassa useat haitat voivat olla suuremmat kuin monikerroksisen PCBS: n edut, erityisesti elektroniikassa, jonka kustannukset ja monimutkaisuus ovat pienemmät. Näitä haittoja ovat:

• Korkeammat kustannukset: Monikerroksiset PCBS: t ovat paljon kalliimpia kuin yksikerroksiset ja kaksikerroksiset PCBS: t valmistusprosessin kaikissa vaiheissa. Niitä on vaikea suunnitella ja ne vievät paljon aikaa mahdollisten ongelmien ratkaisemiseen. Niiden valmistaminen vaatii myös erittäin monimutkaisia ​​valmistusprosesseja, mikä vaatii paljon aikaa ja työtä kokoonpanijoilta. Lisäksi näiden PCBS -yhdisteiden luonteen vuoksi valmistuksen tai kokoonpanon aikana tehtyjä virheitä on erittäin vaikea korjata, mikä johtaa ylimääräisiin työ- tai romukustannuksiin. Lisäksi monikerroksisten PCBS -laitteiden valmistukseen käytetyt laitteet ovat erittäin kalliita, koska ne ovat vielä suhteellisen uusi tekniikka. Kaikista näistä syistä, ellei pieni koko ole ehdoton välttämättömyys sovellukselle, halvempi vaihtoehto voi olla parempi valinta.

• Monimutkainen tuotanto: Monikerroksisia PCBS-levyjä on vaikeampi valmistaa kuin muita PCB-tyyppejä, mikä vaatii enemmän suunnitteluaikaa ja huolellisia valmistustekniikoita. Tämä johtuu siitä, että jopa pienet virheet piirilevyjen suunnittelussa tai valmistuksessa voivat tehdä siitä tehottoman.

• Limited availability: One of the biggest problems with multi-layer PCBS is the machines needed to produce them. Kaikilla PCB -valmistajilla ei ole tällaisen koneen ehtoja tai tarvetta, joten kaikki piirilevyvalmistajat eivät kanna sitä. Tämä rajoittaa PCB-valmistajien määrää, joita voidaan käyttää monikerroksisten PCBS-tuotteiden valmistamiseen asiakkaille. Siksi on suositeltavaa kysyä huolellisesti piirilevyvalmistajan kyvyistä monikerroksisessa PCBS: ssä, ennen kuin päätetään PCB-valmistajasta sopimusvalmistajana.

• Tekninen suunnittelija vaaditaan: Kuten aiemmin mainittiin, monikerroksiset PCBS-levyt vaativat paljon suunnittelua etukäteen. Ilman aiempaa kokemusta tämä voi olla ongelmallista. Monikerroksiset levyt edellyttävät liitäntöjä kerrosten välillä, mutta niiden on samanaikaisesti vähennettävä ylikuulumis- ja impedanssiongelmia.Yksi ongelma suunnittelussa voi johtaa levyyn, joka ei toimi kunnolla.

• Tuotantoaika: Monimutkaisuuden kasvaessa myös valmistusvaatimukset lisääntyvät. Tällä on keskeinen rooli monikerroksisten PCBS-levyjen liikevaihdossa-jokaisen levyn valmistus vie paljon aikaa, mikä lisää työvoimakustannuksia. Lisäksi se voi johtaa pidempään ajanjaksoon tilauksen tekemisen ja tuotteen vastaanottamisen välillä, mikä voi joissakin tapauksissa olla ongelmallista.

Nämä ongelmat eivät kuitenkaan ole kadonneet monikerroksisen PCBS: n hyödyllisyydestä. Vaikka monikerroksisilla PCBS-levyillä on taipumus maksaa enemmän kuin yksikerroksinen PCBS, niillä on monia etuja tämän tyyppiseen piirilevyyn verrattuna.

Monikerroksisen PCBS: n edut verrattuna yksikerroksisiin vaihtoehtoihin

Monikerroksisen PCBS: n edut yksikerroksisiin vaihtoehtoihin nähden ovat entistä ilmeisempiä. Jotkut monikerroksisen PCBS: n tärkeimmistä parannuksista sisältävät:

• Suurempi kokoonpanotiheys: Vaikka yksikerroksisten PCBS-levyjen tiheyttä rajoittaa niiden pinta-ala, monikerroksisten PCBS-levyjen tiheys kerrotaan kerroksittain. PCB: n pienemmästä koosta huolimatta tiheyden kasvu mahdollistaa paremman toimivuuden, lisää kapasiteettia ja nopeutta.

• Pienempi koko: Kaiken kaikkiaan monikerroksiset PCBS: t ovat pienempiä kuin yksikerroksiset PCBS: t. Vaikka yksikerroksisen PCBS: n on lisättävä piirin pinta-alaa lisäämällä kokoa, monikerroksisen PCBS: n pinta-alaa lisätään lisäämällä kerroksia, jolloin kokonaiskoko pienenee. Tämä mahdollistaa suuremman kapasiteetin monikerroksisen PCBS: n käytön pienemmissä laitteissa, kun taas suuremman kapasiteetin yksikerroksinen PCBS on asennettava suurempiin tuotteisiin.

• Kevyempi paino: Komponenttien integrointi monikerroksiseen PCBS: ään vähentää liittimien ja muiden komponenttien tarvetta ja tarjoaa kevyen ratkaisun monimutkaisiin sähköisiin sovelluksiin. Monikerroksinen PCBS voi suorittaa saman määrän työtä kuin useat yksikerroksiset PCBS: t, mutta pienemmällä koolla, vähemmän kytkettyjä komponentteja ja pienemmällä painolla. Tämä on olennainen näkökohta pienille elektronisille laitteille, joissa paino on huolenaihe.

• Parannetut suunnitteluominaisuudet: Kaiken kaikkiaan monikerroksiset PCBS: t voivat ylittää keskimääräisen yksikerroksisen PCBS: n. Yhdistämällä hallittuja impedanssiominaisuuksia, parempaa EMI-suojausta ja yleisesti parempaa suunnittelun laatua monikerroksinen PCBS voi saavuttaa enemmän, vaikka se on pienempi ja kevyempi.

Miksi monikerroksisia PCBS -levyjä käytetään niin laajalti?

Mitä nämä tekijät sitten tarkoittavat, kun päätetään monikerroksisista ja yksikerroksisista rakenteista? Pohjimmiltaan, jos haluat valmistaa pieniä, kevyitä ja monimutkaisia ​​laitteita, joissa laatu on kriittistä, monikerroksinen PCBS voi olla paras valinta. Jos koko ja paino eivät kuitenkaan ole tärkeitä tekijöitä tuotesuunnittelussa, yksikerroksiset tai kaksikerroksiset PCB-mallit voivat olla kustannustehokkaampia.