プリント基板を設計する前に、単層 PCB を使用するか多層 PCB を使用するかを決定する必要があります。どちらのデザインタイプも共通です。では、あなたのプロジェクトにはどのタイプが適しているのでしょうか?違いは何ですか?名前が示すように、単層基板には基板とも呼ばれるベース材料の層が 1 つしかありませんが、多層 PCB には複数の層があります。
単層基板のメリットと応用例
単層基板は片面基板と呼ばれることもあります。一般に、基板の片面にはコンポーネントがあり、もう一方の面には銅配線があります。単層基板は、ベース層、導電性金属層、および保護ソルダーマスクで構成されます。フィルムとシルクスクリーンの構成。
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単層PCBの長所と短所
利点: コストの削減、設計と製造の簡素化、納期の短縮
短所: 複雑なプロジェクトの場合、特にコンポーネントの数が多い場合、サイズ要件が小さい場合、単一のパネルでは動作容量の低下、サイズの拡大、および重量の増加に対応できません。
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単層 PCB アプリケーション
単一パネルは、低コストで比較的容易に製造できるため、さまざまな電子製品に好まれる選択肢となっています。電子技術がますます複雑になるにつれて、多層基板の人気が高まっていますが、単層基板も依然として広く使用されています。これらは通常、単一の機能を備えたデバイスに組み込まれており、大量のデータを保存したりネットワークにアクセスしたりする必要はありません。
単層 PCB は通常、小型家電製品 (コーヒーマシンなど) に使用されます。また、ほとんどの電卓、ラジオ、プリンター、LED ライトにも使用される PCB です。ソリッド ステート ドライブなどの単純なストレージ デバイスでは、電源やさまざまな種類のセンサーなどのコンポーネントと同様に、片面 PCB が使用されることがよくあります。
多層基板のメリットと応用例
多層 PCB は、互いに積み重ねられた 3 枚以上の両面基板で構成されています。一般に多層基板の層数は4層から12層までの偶数層が一般的です。なぜ奇数のレイヤーを使用しないのでしょうか?奇数層だと溶接後の反りや歪みなどの問題が発生するためです。
多層基板上の各基板層の両面には導電性金属があります。これらの基板を接続するには特殊な接着剤が使用されており、各基板の間には絶縁材が存在します。多層基板の最外周にはソルダーマスクがあります。
多層基板はスルーホールを使用して、異なる層が相互に通信できるようにします。スルーホールは一般に次の 3 つのカテゴリに分類されます。
スルーホール: 回路基板の各層を貫通します。
止まり穴: 外層を内層に接続します。
埋め込みビア: 内側の 2 つの層を接続し、外側からは見えません。
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多層PCBのメリットとデメリット
利点: より複雑な機能、より高品質、より大きなパワー、より優れた操作能力とより高速な速度、耐久性の向上、小型化および軽量化を処理できます。
短所: コストが高く、設計と製造がより複雑になり、納期が長くなり、メンテナンスがより複雑になります。
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多層PCBアプリケーション
技術の進歩に伴い、多層 PCB はますます一般的になってきました。今日の電子機器の多くは機能が複雑でサイズが小さいため、回路基板に複数の層を使用する必要があります。
多層プリント基板は、マザーボードやサーバーなど、多くのコンピュータ コンポーネントに使用されています。ラップトップやタブレットからスマートフォンやスマートウォッチまで。スマートフォンには通常、約 12 層が必要です。他の製品はスマートフォンほど複雑ではありませんが、通常 4 ～ 8 層を使用する片面プリント基板には複雑すぎます。電子レンジやエアコンなど。
さらに、医療機器に求められる信頼性、小型軽量設計により、通常は 3 層以上の基板上で動作できます。多層プリント基板は、X 線装置、心臓モニター、CAT スキャン装置、その他多くの用途でも使用されています。
自動車産業や航空宇宙産業でも、耐久性と軽量性を兼ね備えた電子部品の使用が増えており、これらでは一般に多層基板が使用されます。これらのコンポーネントは、摩耗、高温、その他の過酷な条件に耐えることができなければなりません。車載コンピュータ、GPS システム、エンジン センサー、ヘッドライト スイッチなどにも通常、多層基板が使用されます。
単層または多層 PCB の必要性を判断する方法
プロジェクトに単層プリント基板が必要か多層プリント基板が必要かを判断するには、プロジェクトのニーズと最適なタイプを考慮する必要があります。次の 5 つの質問を自分自身に問いかけてください。
1. どのレベルの機能が必要ですか?より複雑な場合は、複数のレイヤーが必要になる場合があります。
2. ボードの最大サイズはどれくらいですか?多層基板を使用すると、より小さなスペースでより多くの機能を搭載できます。
3. 耐久性を優先しますか？その場合は、複数のレイヤーを使用します。
4. 予算はいくらですか?より控えめな予算の場合は、単層ボードが最適です。
5. PCB はどれくらいで必要になりますか?単層プリント基板は多層プリント基板に比べてリードタイムが短くなります。