Kas ir Daudzslāņu PCB?

Daudzslāņu PCB ir definēts kā PCB, kas izgatavots no trim vai vairākiem vadošas vara folijas slāņiem. Tie izskatās kā divpusēju shēmu plates slāņi, kas ir laminēti un salīmēti kopā, un starp tiem ir vairāki izolācijas slāņi. Visa struktūra ir sakārtota tā, lai PCB virsmas pusē tiktu novietoti divi slāņi, lai izveidotu savienojumu ar vidi. Visi elektriskie savienojumi starp slāņiem tiek veikti caur caurumiem, piemēram, galvanizētiem caurumiem, akliem caurumiem un apraktiem caurumiem. Pēc tam šo metodi var izmantot, lai radītu ļoti sarežģītus dažāda lieluma PCBS.

Kāpēc daudzslāņu PCBS tiek plaši izmantoti?

Daudzslāņu PCBS radās, reaģējot uz pastāvīgi mainīgajām izmaiņām elektronikas nozarē. Laika gaitā elektronisko ierīču funkcijas ir kļuvušas arvien sarežģītākas, un tām ir vajadzīgas sarežģītākas PCBS. Diemžēl PCBS ierobežo tādas problēmas kā troksnis, klaiņojoša kapacitāte un šķērsruna, tāpēc ir jāievēro noteikti dizaina ierobežojumi. Šie dizaina apsvērumi apgrūtināja apmierinošas veiktspējas iegūšanu no vienpusējiem vai pat divpusējiem PCBS-līdz ar to radās daudzslāņu PCBS.

Divslāņu PCBS jaudas iekļaušana šajā formātā ir tikai daļa no izmēra, un daudzslāņu PCBS kļūst arvien populārāki elektronikā. Tie ir dažāda izmēra un biezuma, lai apmierinātu to paplašināto pielietojumu vajadzības, ar variācijām no 4 līdz 12 slāņiem. Slāņu skaits parasti ir pāra, jo nepāra slāņi var radīt problēmas ķēdē, piemēram, deformēties, un to ražošana nav rentabla. Lielākajai daļai lietojumprogrammu ir vajadzīgi četri līdz astoņi slāņi, bet tādās lietojumprogrammās kā mobilās ierīces un viedtālruņi parasti tiek izmantoti aptuveni 12 slāņi, savukārt daži specializēti PCB ražotāji spēj ražot gandrīz 100 slāņus. Tomēr daudzslāņu PCBS ar vairākiem slāņiem ir reti, jo tie ir ārkārtīgi rentabli.

Kāpēc daudzslāņu PCBS tiek plaši izmantoti?

Lai gan daudzslāņu PCBS ražošana parasti ir dārgāka un darbietilpīgāka, tie kļūst par svarīgu mūsdienu tehnoloģiju sastāvdaļu. Tas galvenokārt ir saistīts ar daudzajām priekšrocībām, ko tās piedāvā, it īpaši salīdzinot ar vienstāvu un divstāvu šķirnēm.

Daudzslāņu PCBS priekšrocības

No tehniskā viedokļa daudzslāņu PCBS ir vairākas dizaina priekšrocības. Šīs daudzslāņu PCB priekšrocības ietver:

• Mazs izmērs: Viena no ievērojamākajām un atzītajām daudzslāņu iespiedshēmas plates izmantošanas priekšrocībām ir to izmērs. Daudzslāņu PCBS daudzslāņu dizaina dēļ paši ir mazāki nekā citi PCBS ar līdzīgu funkcionalitāti. Tas ir devis milzīgas priekšrocības mūsdienu elektronikai, jo pašreizējā tendence ir mazāki, kompaktāki, bet jaudīgāki sīkrīki, piemēram, viedtālruņi, klēpjdatori, planšetdatori un valkājamas ierīces.

• Viegla konstrukcija: mazāki PCBS tiek izmantoti vieglākai masai, jo īpaši tāpēc, ka vienslāņa un divslāņu PCBS savienošanai nepieciešami vairāki savienotāji par labu daudzslāņu konstrukcijām. Atkal tas nonāk mūsdienu elektronikas rokās, kas parasti ir mobilākas.

• Augsta kvalitāte: šāda veida PCBS parasti ir labāki par viena slāņa un divslāņu PCBS, jo ir jāstrādā un jāplāno daudzslāņu PCBS. Tā rezultātā tie ir arī uzticamāki.

• Uzlabota izturība: daudzslāņu PCBS to īpašību dēļ mēdz kalpot ilgāk. Šiem daudzslāņu PCBS ir ne tikai jānes savs svars, bet arī jāspēj izturēt siltumu un spiedienu, ko izmanto to salīmēšanai. Papildus šiem faktoriem daudzslāņu PCBS izmanto vairākus izolācijas slāņus starp ķēdes slāņiem, apvienojot tos ar preprega līmi un aizsargmateriāliem.

• Paaugstināta elastība: lai gan tas neattiecas uz visiem daudzslāņu PCB komponentiem, daži izmanto elastīgas konstrukcijas metodes, kā rezultātā tiek iegūta elastīga daudzslāņu PCBS. Tas var būt ideāli piemērots lietojumiem, kur daļēji regulāri var rasties neliela liekšanās un saliekšanās. Atkal tas neattiecas uz visiem daudzslāņu PCBS, un, jo vairāk slāņu pievienojat elastīgai PCB, jo mazāk elastīga kļūst PCB.

• Jaudīgāks: daudzslāņu PCBS ir ārkārtīgi augsta blīvuma komponenti, kas apvieno vairākus slāņus vienotā PCB. Šie tuvie attālumi padara plāksnes vairāk savienotas, un to raksturīgās elektriskās īpašības ļauj sasniegt lielāku ietilpību un ātrumu, neskatoties uz to, ka tie ir mazāki.

• Viens savienojuma punkts: daudzslāņu PCBS ir paredzēti izmantošanai kā viena vienība, nevis sērijveidā ar citiem PCB komponentiem. Tā rezultātā tiem ir viens savienojuma punkts, nevis vairāki savienojumi, kas nepieciešami, lai izmantotu vairākus viena slāņa PCBS. Tas izrādās izdevīgi arī izstrādājumu elektroniskajā dizainā, jo tiem galaproduktā ir jāiekļauj tikai viens savienojuma punkts. Tas ir īpaši noderīgi mazai elektronikai un sīkrīkiem, kas paredzēti, lai samazinātu izmēru un svaru.

Šīs priekšrocības padara daudzslāņu PCBS noderīgu dažādās lietojumprogrammās, jo īpaši mobilajās ierīcēs un augstas funkcionalitātes elektronikā. Savukārt, tā kā daudzas nozares pāriet uz mobilajiem risinājumiem, daudzslāņu PCBS atrod vietu arvien vairākām nozarēm specifiskām lietojumprogrammām.

Kāpēc daudzslāņu PCBS tiek plaši izmantoti?

Daudzslāņu PCBS trūkumi

Daudzslāņu PCB ir daudz priekšrocību un tā ir piemērota dažādām progresīvām tehnoloģijām. Tomēr šāda veida PCBS nav piemēroti visiem lietojumiem. Faktiski vairāki trūkumi var atsvērt daudzslāņu PCBS priekšrocības, īpaši elektronikai ar zemākām izmaksām un sarežģītību. Šie trūkumi ietver:

• Augstākas izmaksas: daudzslāņu PCBS katrā ražošanas procesa posmā ir daudz dārgākas nekā viena slāņa un divslāņu PCBS. Tos ir grūti izstrādāt, un tie aizņem daudz laika, lai atrisinātu iespējamās problēmas. To ražošanai nepieciešami arī ļoti sarežģīti ražošanas procesi, kas montētājiem prasa daudz laika un darba. Turklāt, ņemot vērā šo PCBS raksturu, visas ražošanas vai montāžas laikā pieļautās kļūdas ir ārkārtīgi grūti pārstrādāt, kā rezultātā rodas papildu darbaspēka izmaksas vai lūžņu izmaksas. Turklāt daudzslāņu PCBS ražošanai izmantotā iekārta ir ļoti dārga, jo tā joprojām ir salīdzinoši jauna tehnoloģija. Visu šo iemeslu dēļ, ja vien mazs izmērs nav absolūta nepieciešamība lietojumprogrammai, lētāka alternatīva var būt labāka izvēle.

• Sarežģīta ražošana: daudzslāņu PCBS ir grūtāk ražot nekā citus PCB veidus, tāpēc tiem ir vajadzīgs vairāk projektēšanas laika un rūpīgas ražošanas metodes. Tas ir tāpēc, ka pat nelieli trūkumi PCB dizainā vai ražošanā var padarīt to neefektīvu.

• Ierobežota pieejamība: Viena no lielākajām daudzslāņu PCBS problēmām ir mašīnas, kas vajadzīgas to ražošanai. Ne visiem PCB ražotājiem ir šādas iekārtas nepieciešamība vai nepieciešamība, tāpēc ne visi PCB ražotāji to nes. Tas ierobežo to PCB ražotāju skaitu, kurus var izmantot, lai klientiem ražotu daudzslāņu PCBS. Tāpēc pirms lēmuma pieņemšanas par PCB ražotāju kā līgumražotāju ieteicams rūpīgi interesēties par PCB ražotāja iespējām daudzslāņu PCBS.

• Nepieciešams tehniskais dizainers: kā minēts iepriekš, daudzslāņu PCBS iepriekš ir nepieciešams daudz izstrādāt. Bez iepriekšējas pieredzes tas var radīt problēmas. Daudzslāņu dēļiem ir nepieciešami starpsavienojumi starp slāņiem, taču tiem vienlaikus jāsamazina šķērsruna un pretestības problēmas.Viena dizaina problēma var novest pie tā, ka plāksne nedarbojas pareizi.

• Ražošanas laiks: palielinoties sarežģītībai, palielinās arī ražošanas prasības. Tam ir galvenā loma daudzslāņu PCBS apgrozījumā-katras plāksnes izgatavošana prasa daudz laika, kā rezultātā palielinās darbaspēka izmaksas. Turklāt tas var izraisīt ilgāku laika intervālu starp pasūtījuma veikšanu un preces saņemšanu, kas dažos gadījumos var radīt problēmas.

Tomēr šīs problēmas nav pazudušas no daudzslāņu PCBS lietderības. Lai gan tie parasti maksā vairāk nekā viena slāņa PCBS, daudzslāņu PCBS ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar šāda veida iespiedshēmas plates.

Daudzslāņu PCBS priekšrocības salīdzinājumā ar viena slāņa alternatīvām

Daudzslāņu PCBS priekšrocības salīdzinājumā ar viena slāņa alternatīvām kļūst vēl acīmredzamākas. Daži no galvenajiem daudzslāņu PCBS uzlabojumiem ir šādi:

• Lielāks montāžas blīvums: lai gan viena slāņa PCBS blīvumu ierobežo to virsmas laukums, daudzslāņu PCBS to blīvumu reizina ar slāņošanu. Neskatoties uz mazāku PCB izmēru, blīvuma palielināšana nodrošina lielāku funkcionalitāti, palielina jaudu un ātrumu.

• Mazāks izmērs: kopumā daudzslāņu PCBS ir mazākas nekā viena slāņa PCBS. Lai gan viena slāņa PCBS ir jāpalielina ķēdes virsmas laukums, palielinot izmēru, daudzslāņu PCBS palielina virsmas laukumu, pievienojot slāņus, tādējādi samazinot kopējo izmēru. Tas ļauj lielākas ietilpības daudzslāņu PCBS izmantot mazākās ierīcēs, bet lielākas jaudas viena slāņa PCBS ir jāuzstāda lielākos izstrādājumos.

• Vieglāks svars: komponentu integrācija daudzslāņu PCBS nozīmē mazāku nepieciešamību pēc savienotājiem un citām sastāvdaļām, nodrošinot vieglu risinājumu sarežģītām elektriskām vajadzībām. Daudzslāņu PCBS var veikt tikpat daudz darba kā vairāki viena slāņa PCBS, bet ar mazāku izmēru, mazāk savienotu komponentu un samazinātu svaru. Tas ir būtisks apsvērums mazām elektroniskām ierīcēm, kur svars rada bažas.

• Uzlabotas dizaina iezīmes: Kopumā daudzslāņu PCBS var pārspēt vidējo viena slāņa PCBS. Apvienojot vairāk kontrolētas pretestības īpašības, augstāku EMI ekranējumu un kopumā uzlabotu dizaina kvalitāti, daudzslāņu PCBS var sasniegt vairāk, neskatoties uz to, ka tās ir mazākas un vieglākas.

Kāpēc daudzslāņu PCBS tiek plaši izmantoti?

Tātad, ko šie faktori nozīmē, lemjot par daudzslāņu un viena slāņa konstrukcijām? Būtībā, ja vēlaties ražot nelielu, vieglu un sarežģītu aprīkojumu, kur kvalitātei ir izšķiroša nozīme, labākā izvēle var būt daudzslāņu PCBS. Tomēr, ja izmērs un svars nav galvenie faktori produkta dizainā, viena vai divu slāņu PCB dizains var būt rentablāks.