なぜ多層PCBがそれほど広く使用されているのですか？

多層PCBは、XNUMX層以上の導電性銅箔でできたPCBとして定義されます。それらは、積層されて接着された両面回路基板の層のように見え、それらの間に複数の絶縁層があります。全体の構造は、環境に接続するためにPCBの表面側にXNUMXつの層が配置されるように配置されています。層間のすべての電気的接続は、電気メッキされた貫通穴、止まり穴、埋め込み穴などの貫通穴で行われます。次に、この方法を適用して、さまざまなサイズの非常に複雑なPCBSを生成できます。

多層PCBSがこれほど広く使用されているのはなぜですか

多層PCBSは、エレクトロニクス業界の絶え間なく変化する変化に対応して誕生しました。時間の経過とともに、電子デバイスの機能はますます複雑になり、より複雑なPCBSが必要になります。残念ながら、PCBSはノイズ、浮遊容量、クロストークなどの問題によって制限されるため、特定の設計上の制約に従う必要があります。これらの設計上の考慮事項により、片面または両面PCBSから満足のいく性能を得ることが困難になりました。したがって、多層PCBSが誕生しました。

XNUMX層PCBSのパワーをこのフォーマットにカプセル化することは、サイズのほんの一部であり、多層PCBSはエレクトロニクスでますます人気が高まっています。それらは、4〜12層の範囲のバリエーションで、拡張アプリケーションのニーズを満たすためにさまざまなサイズと厚さで提供されます。奇数層は反りなどの回路上の問題を引き起こす可能性があり、製造するのに費用効果が高くないため、通常、層の数は偶数です。ほとんどのアプリケーションは12〜100層を必要としますが、モバイルデバイスやスマートフォンなどのアプリケーションは約XNUMX層を使用する傾向があり、一部の専門PCBメーカーはXNUMX層近くを生産する能力を持っています。ただし、非常に費用対効果が高いため、複数の層を持つ多層PCBSはまれです。

多層PCBSがこれほど広く使用されているのはなぜですか

多層PCBSは、製造に費用と労力がかかる傾向がありますが、現代の技術の重要な部分になりつつあります。これは主に、特にXNUMX階建ておよびXNUMX階建ての品種と比較した場合に、それらが提供する多くの利点によるものです。

多層PCBSの利点

技術的な観点から、多層PCBSには設計上いくつかの利点があります。多層PCBのこれらの利点は次のとおりです。

•小さいサイズ：多層プリント回路基板を使用することの最も顕著で高く評価されている利点のXNUMXつは、そのサイズです。層状設計のため、多層PCBS自体は、同様の機能を備えた他のPCBSよりも小さくなっています。現在の傾向は、スマートフォン、ラップトップ、タブレット、ウェアラブルなど、より小さく、よりコンパクトでありながらより強力なガジェットに向かっているため、これは現代の電子機器に大きなメリットをもたらしました。

•軽量構造：特に、単層および二重層PCBSを相互接続するために必要な複数のコネクタが排除され、多層設計が採用されているため、軽量化には小型PCBSが使用されます。繰り返しになりますが、これは、よりモバイル性が高い傾向にある最新の電子機器の手に渡ります。

•高品質：これらのタイプのPCBSは、多層PCBSを製造するときに行う必要のある作業と計画の量のために、単層および二重層PCBSよりも優れている傾向があります。その結果、それらはより信頼性も高くなります。

•耐久性の向上：多層PCBSは、その性質上、長持ちする傾向があります。これらの多層PCBSは、自重に耐えるだけでなく、接着に使用される熱と圧力にも対応できる必要があります。これらの要因に加えて、多層PCBSは、回路層間に複数の絶縁層を使用し、それらをプリプレグ接着剤および保護材料と組み合わせます。

•柔軟性の向上：これはすべての多層PCBコンポーネントに当てはまるわけではありませんが、一部のコンポーネントは柔軟な構造技術を使用しているため、柔軟な多層PCBSになります。これは、わずかな曲げや曲げが半定期的に発生する可能性があるアプリケーションに最適です。繰り返しますが、これはすべての多層PCBSに当てはまるわけではなく、フレキシブルPCBに追加するレイヤーが多いほど、PCBの柔軟性は低下します。

•より強力：多層PCBSは、複数の層をXNUMXつのPCBに結合する非常に高密度のコンポーネントです。これらの近接距離により、ボードはより接続され、固有の電気的特性により、小さいにもかかわらず、より大きな容量と速度を実現できます。

•単一接続ポイント：多層PCBSは、他のPCBコンポーネントと直列ではなく、単一ユニットとして使用するように設計されています。その結果、複数の単層PCBSを使用するために必要な複数の接続ではなく、単一の接続ポイントがあります。これは、最終製品に単一の接続ポイントを含めるだけでよいため、電子製品の設計にも有益であることがわかります。これは、サイズと重量を最小限に抑えるように設計された小型の電子機器やガジェットに特に役立ちます。

これらの利点により、多層PCBSは、さまざまなアプリケーション、特にモバイルデバイスや高機能電子機器で役立ちます。同様に、多くの業界がモバイルソリューションに移行するにつれて、多層PCBSは、ますます多くの業界固有のアプリケーションで場所を見つけています。

多層PCBSがこれほど広く使用されているのはなぜですか

多層PCBSのデメリット

多層PCBには多くの利点があり、さまざまな高度な技術に適しています。ただし、これらのタイプのPCBSは、すべてのアプリケーションに適しているわけではありません。実際、特に低コストで複雑な電子機器の場合、いくつかの欠点が多層PCBSの利点を上回る可能性があります。これらの欠点は次のとおりです。

•高コスト：多層PCBSは、製造プロセスのすべての段階で、単層および二重層PCBSよりもはるかに高価です。それらは設計が難しく、潜在的な問題を解決するのに多くの時間がかかります。また、製造には非常に複雑な製造工程が必要であり、組立業者にとっては多くの時間と労力を必要とします。さらに、これらのPCBSの性質上、製造または組み立て中に発生したエラーは再加工が非常に困難であり、追加の人件費またはスクラップ料金が発生します。その上、多層PCBSを製造するために使用される装置は、まだ比較的新しい技術であるため、非常に高価です。これらすべての理由から、アプリケーションにとって小さなサイズが絶対に必要な場合を除いて、より安価な代替手段の方が適している場合があります。

•複雑な製造：多層PCBSは、他の種類のPCBよりも製造が難しく、より多くの設計時間と注意深い製造技術が必要です。これは、PCBの設計や製造に小さな欠陥があっても、効果がなくなる可能性があるためです。

•入手可能性の制限：多層PCBSの最大の問題のXNUMXつは、それらを製造するために必要な機械です。すべてのPCBメーカーがそのようなマシンの必要性を持っているわけではないので、すべてのPCBメーカーがそれを持っているわけではありません。これにより、顧客向けの多層PCBSの製造に使用できるPCBメーカーの数が制限されます。したがって、PCB製造業者を契約製造業者として決定する前に、多層PCBSにおけるPCB製造業者の能力について注意深く調べることをお勧めします。

•必要な技術設計者：前述のように、多層PCBSは事前に多くの設計を必要とします。以前の経験がなければ、これは問題になる可能性があります。多層基板は層間の相互接続を必要としますが、同時にクロストークとインピーダンスの問題を減らす必要があります。設計にXNUMXつの問題があると、ボードが正しく機能しなくなる可能性があります。

•製造時間：複雑さが増すにつれて、製造要件も増します。これは、多層PCBSの売上高において重要な役割を果たします。各ボードの製造には多くの時間がかかり、その結果、人件費が増加します。また、ご注文から商品の受け取りまでの時間が長くなる場合があり、問題となる場合があります。

しかし、これらの問題は多層PCBSの有用性から消えていません。単層PCBSよりもコストがかかる傾向がありますが、多層PCBSには、このタイプのプリント回路基板に比べて多くの利点があります。

単層の代替品に対する多層PCBSの利点

単層の代替品に対する多層PCBSの利点はさらに明白になります。多層PCBSが提供する主な改善点には次のものがあります。

•より高いアセンブリ密度：単層PCBSの密度は表面積によって制限されますが、多層PCBSは層状化によって密度を増加させます。 PCBのサイズは小さいですが、密度が高くなると、機能が向上し、容量と速度が向上します。

•小さいサイズ：全体として、多層PCBSは単層PCBSよりも小さいです。単層PCBSはサイズを大きくすることで回路の表面積を増やす必要がありますが、多層PCBSは層を追加することで表面積を増やし、それによって全体のサイズを小さくします。これにより、より大容量の多層PCBSをより小さなデバイスで使用できるようになりますが、より大容量の単層PCBSはより大きな製品にインストールする必要があります。

•軽量：多層PCBSにコンポーネントを統合することで、コネクタやその他のコンポーネントの必要性が少なくなり、複雑な電気アプリケーションに軽量のソリューションを提供します。多層PCBSは、複数の単層PCBSと同じ量の作業を実行できますが、サイズが小さく、接続されているコンポーネントが少なく、重量が軽くなっています。これは、重量が懸念される小型電子機器にとって重要な考慮事項です。

•強化された設計機能：全体として、多層PCBSは平均的な単層PCBSよりも優れた性能を発揮します。より制御されたインピーダンス特性、より高いEMIシールド、および全体的に改善された設計品質を組み合わせることにより、多層PCBSは、より小さく、より軽量であるにもかかわらず、より多くを達成できます。

多層PCBSがこれほど広く使用されているのはなぜですか

では、多層構造と単層構造を決定する際に、これらの要因は何を意味するのでしょうか。基本的に、品質が重要となる小型、軽量、複雑な機器を製造したい場合は、多層PCBSが最良の選択となる可能性があります。ただし、サイズと重量が製品設計の主要な要素でない場合は、単層またはXNUMX層のPCB設計の方が費用効果が高い可能性があります。