Jednovrstvá PCB versus vícevrstvá PCB – výhody, nevýhody, návrh a výrobní proces.
Přednavrhování desky plošných spojů, musíte se rozhodnout, zda použijete jednovrstvou nebo vícevrstvou desku plošných spojů.Oba typy provedení se používají v mnoha každodenních zařízeních.Typ projektu, pro který desku používáte, určí, který z nich je pro vás nejlepší.Vícevrstvé desky jsou častější pro komplexní zařízení, zatímco jednovrstvé desky lze použít pro jednodušší zařízení.Tento článek vám pomůže pochopit rozdíly a vybrat správný typ pro váš projekt.
Podle názvů těchto PCB asi tušíte, jaký je mezi nimi rozdíl.Jednovrstvá deska má jednu vrstvu základního materiálu (také známý jako substrát), zatímco vícevrstvé desky obsahují více vrstev.Při podrobném zkoumání si všimnete mnoha rozdílů v tom, jak jsou tyto desky konstruovány a fungují.
Pokud si chcete přečíst více o těchto dvou typech PCB, pokračujte ve čtení!
Co je jednovrstvá PCB?
Jednostranné desky jsou také známé jako jednostranné desky.Na jedné straně mají součástky a na druhé vzor vodičů.Tyto desky mají jednu vrstvu vodivého materiálu (typicky mědi).Jednovrstvá deska se skládá ze substrátu, vodivých kovových vrstev, ochranné pájkové vrstvy a sítotisku.Jednovrstvé desky se nacházejí v mnoha jednodušších elektronických zařízeních.
Výhody jednovrstvé desky plošných spojů
1. Levné
Celkově je jednovrstvá deska plošných spojů méně nákladná díky svému zjednodušenému designu.To proto, že jej lze vyvinout časově efektivním způsobem, aniž by se spoléhalo na velký početMateriál PCB.Navíc to nevyžaduje mnoho znalostí.
2. Rychle vyrobené
S tak jednoduchým designem a nízkou spolehlivostí zdrojů lze jednovrstvé desky plošných spojů vyrobit během okamžiku!To je samozřejmě obrovská výhoda, zvláště pokud potřebujete PCB co nejdříve.
3. Snadná výroba
Oblíbenou jednovrstvou desku plošných spojů lze navrhnout bez technických potíží.Je to proto, že nabízí jednoduchý proces návrhu, takže je výrobci a profesionálové mohou vyrábět bez problémů.
4. Objednávat můžete hromadně
Vzhledem k jejich snadnému procesu vývoje si můžete objednat velké množství těchto typů PCB současně.Můžete dokonce očekávat pokles nákladů na desku, pokud objednáte hromadně.
Nevýhody jednovrstvé desky plošných spojů
1. Omezená rychlost a kapacita
Tyto obvodové desky nabízejí minimální možnosti konektivity.To znamená, že celkový výkon a rychlost se sníží.Navíc se v důsledku jeho konstrukce snižuje provozní kapacita.Obvod nemusí fungovat pro aplikace s vysokým výkonem.
2. Nenabízí mnoho prostoru
Složitá zařízení nebudou mít prospěch z jednovrstvé desky plošných spojů.To proto, že nabízí velmi málo místa pro extraSMD komponentya spojení.Vodiče přicházející do vzájemného kontaktu způsobí, že deska nebude fungovat správně.Nejlepší praxí je zajistit, aby obvodová deska poskytovala dostatek prostoru pro všechno.
3. Větší a těžší
Budete muset desku zvětšit, aby poskytovala další možnosti pro různé provozní účely.To však také zvýší hmotnost produktu.
Aplikace jednovrstvé desky plošných spojů
Díky nízkým výrobním nákladům jsou jednostranné desky oblíbené v mnoha domácích spotřebičích aspotřební elektronika.Ty jsou oblíbené u zařízení, která dokážou uložit málo dat.Některé příklady:
● Kávovary
● LED světla
● Kalkulačky
● Rádia
● Napájecí zdroje
● Různé typy snímačů
● Jednotky SSD (SSD)
Co je vícevrstvá PCB?
Vícevrstvé desky plošných spojů se skládají z více oboustranných desek naskládaných na sebe.Mohou mít tolik desek, kolik je potřeba, ale nejdelší vyrobená byla o tloušťce 129 vrstev.Obvykle mají 4 až 12 vrstev.Nezvyklé množství však může vést k problémům, jako je deformace nebo kroucení po pájení.
Vrstvy substrátu vícevrstvé desky mají na každé straně vodivý kov.Každá deska je spojena pomocí speciálního lepidla a izolačního materiálu.Vícevrstvé desky mají na okrajích pájecí masky.
Výhody vícevrstvé DPS
1. Komplexní projekty
Složitá zařízení spoléhající na další součástky a obvody obvykle potřebují vícevrstvé PCB.Desku můžete rozšířit pomocí dalších integrací vrstev.Díky tomu je vhodný pro další obvody, které mají další připojení, která se jinak nevejdou na standardní desku.
2. Odolnější
Další vrstvy zvyšují tloušťku desky a činí ji odolnou.To mu pak zajistí dlouhou životnost a umožní přežít nečekané události včetně pádů.
3. Připojení
Několik komponent by obvykle potřebovalo více než jeden spojovací bod.V tomto případě vícevrstvá deska plošných spojů potřebuje pouze individuální přípojný bod.Celkově tato výhoda přispívá k jednoduchému designu zařízení a lehkým vlastnostem.
4. Více energie
Přidáním větší hustoty do vícevrstvé desky plošných spojů je praktická pro energeticky náročná zařízení.Obecně to znamená, že může pracovat rychleji a efektivněji.Díky zvýšené kapacitě je vhodný pro výkonná zařízení.
Nevýhody vícevrstvé DPS
1. Dražší
Můžete očekávat, že zaplatíte více s vícevrstvou obvodovou deskou, protože vyžaduje další materiály, odborné znalosti a čas na vývoj.Z tohoto důvodu byste měli zajistit, aby použití vícevrstvého komponentu bylo výhodnější než cena.
2. Dlouhá dodací lhůta
Vývoj vícevrstvých desek bude trvat déle.To je způsobeno základními částmi, které vyžadují uzamčení, takže každá vrstva bude tvořit samostatnou desku.Každý z těchto procesů přispívá k celkové době dokončení.
3. Opravy mohou být složité
Pokud má vícevrstvá deska plošných spojů problémy, může být obtížné ji opravit.Některé vnitřní vrstvy nemusí být vidět zvenčí, takže je obtížnější určit, co způsobuje poškození komponent nebo fyzické desky.Navíc budete muset vzít v úvahu počet integrovaných komponent na desce, protože to ztěžuje dokončení oprav.
Rozdíl: Jednovrstvá PCB a vícevrstvá PCB
1. Výrobní proces
Jednovrstvá PCB prochází zdlouhavým výrobním procesem.Obvykle to zahrnuje použití mnohaCNC obráběníprocesy k vytvoření desky.Celý proces zahrnuje řezání-vrtání-umístění grafiky-leptání-pájecí masku a tisk.
Poté prochází povrchovou úpravou, než je testován, zkontrolován a zabalen k odeslání.
Mezitím se speciálním procesem vytvářejí vícevrstvé PCB.Zahrnuje překrytí vrstev prepregu a základního materiálu pomocí vysokého tlaku a teploty.Tím je zajištěno, že se vzduch nezachytí mezi jednotlivými vrstvami.Také to znamená, že pryskyřice pokryje vodiče a lepidlo, které spojuje jednotlivé vrstvy dohromady, se správně roztaví a vytvrdí.
2. Materiál
Jednovrstvé a vícevrstvé desky plošných spojů jsou vyráběny s použitím kovových, FR-4, CEM, teflonu a polyimidových materiálů.I tehdy je nejběžnější volbou měď.
3. Náklady
Celkově je jednovrstvá PCB levnější než vícevrstvá PCB.Je to hlavně kvůli použitým materiálům, času na výrobu a odbornosti.Cenu mohou ovlivnit další faktory, včetně velikosti, laminace, dodací lhůty atd.
4. Aplikace
Obecně se jednovrstvé desky plošných spojů používají pro jednoduchá zařízení, zatímco vícevrstvé desky plošných spojů jsou spíše použitelné pro pokročilé technologie, jako jsou chytré telefony.
Rozhodování, zda potřebujete jednovrstvé nebo vícevrstvé desky plošných spojů
Pomohlo by, kdybyste určili, zda jsou pro váš projekt vyžadovány vícevrstvé nebo jednovrstvé desky plošných spojů.Poté zvažte, jaký typ projektu máte a jaký je nejvhodnější.Toto je pět otázek, které byste si měli položit:
1. Jakou úroveň funkčnosti budu vyžadovat?Pokud je to složitější, možná budete potřebovat více vrstev.
2. Jaká je maximální velikost desky?Vícevrstvé desky umožňují větší funkčnost na menší ploše.
3. Ceníte si trvanlivosti?Vícevrstvé je nejlepší volbou, pokud je prioritou odolnost.
4. Kolik musím utratit?Jednovrstvé desky jsou nejlepší pro rozpočty, které jsou nižší než 500 USD.
5. Jaká je dodací lhůta pro PCB?Doba přípravy jednovrstvé desky s plošnými spoji je kratší než u vícevrstvých desek.
Bude třeba vyřešit další technické otázky, jako je provozní frekvence, hustota a vrstvy signálu.Tyto otázky určí, zda potřebujete desku s jednou, třemi, čtyřmi nebo více vrstvami.
Čas odeslání: 14. února 2023