Przed zaprojektowaniem płytki drukowanej należy określić, czy zastosować płytkę jednowarstwową, czy wielowarstwową. Oba typy projektów są powszechne. Który typ będzie więc odpowiedni dla Twojego projektu? Jaka jest różnica? Jak sama nazwa wskazuje, płytka jednowarstwowa ma tylko jedną warstwę materiału bazowego, zwaną także podłożem, podczas gdy wielowarstwowa płytka PCB ma wiele warstw.
Zalety i zastosowania płyt jednowarstwowych
Płyty jednowarstwowe nazywane są czasem płytami jednostronnymi. Ogólnie rzecz biorąc, po jednej stronie płytki znajdują się elementy, a po drugiej ścieżki miedziane. Płytka jednowarstwowa składa się z warstwy bazowej, przewodzącej warstwy metalu i ochronnej maski lutowniczej. Kompozycja filmu i sitodruku.
01
Zalety i wady jednowarstwowej płytki PCB
Zalety: niższy koszt, prostsza konstrukcja i produkcja, krótszy czas dostawy
Wady: W przypadku złożonych projektów, szczególnie gdy liczba komponentów jest duża, jeśli wymagania dotyczące rozmiaru są małe, pojedynczy panel nie jest w stanie obsłużyć mniejszej wydajności operacyjnej, większych rozmiarów i większej wagi.
02
Jednowarstwowa aplikacja PCB
Pojedynczy panel stał się preferowanym wyborem dla różnych produktów elektronicznych ze względu na niski koszt i stosunkowo łatwą produkcję. Chociaż płyty wielowarstwowe stają się coraz bardziej popularne w miarę jak technologia elektroniczna staje się coraz bardziej złożona, płyty jednowarstwowe są nadal szeroko stosowane. Zwykle pojawiają się w urządzeniach z jedną funkcją i nie wymagają przechowywania dużej ilości danych ani dostępu do sieci.
Jednowarstwowe płytki drukowane są powszechnie stosowane w małych urządzeniach gospodarstwa domowego (takich jak ekspresy do kawy). Są także płytkami PCB używanymi w większości kalkulatorów, radioodbiorników, drukarek i lamp LED. Prostsze urządzenia pamięci masowej, takie jak dyski półprzewodnikowe, często wykorzystują jednostronne płytki drukowane, podobnie jak komponenty, takie jak zasilacze i wiele różnych typów czujników.
Zalety i zastosowania płyt wielowarstwowych
Wielowarstwowe płytki PCB składają się z trzech lub więcej dwustronnych płytek ułożonych jedna na drugiej. Ogólnie rzecz biorąc, liczba warstw płyty wielowarstwowej jest na ogół parzystą liczbą warstw, od 4 do 12 warstw. Dlaczego nie zastosować nieparzystej liczby warstw? Ponieważ nieparzysta liczba warstw spowoduje problemy, takie jak wypaczenia i odkształcenia po spawaniu.
Po obu stronach każdej warstwy podłoża na płycie wielowarstwowej znajdują się metale przewodzące. Do łączenia tych płyt ze sobą stosuje się specjalny klej, a pomiędzy każdą płytą znajduje się materiał izolacyjny. Na zewnętrznej krawędzi płytki wielowarstwowej znajduje się maska lutownicza.
W płytach wielowarstwowych zastosowano otwory przelotowe, dzięki którym różne warstwy komunikują się ze sobą. Otwory przelotowe są ogólnie podzielone na trzy kategorie:
Otwór przelotowy: przez każdą warstwę płytki drukowanej;
ślepy otwór: połącz warstwę zewnętrzną z warstwą wewnętrzną;
Zakopane przez: Połącz dwie warstwy wewnętrzne, aby nie były widoczne z zewnątrz.
01
Zalety i wady wielowarstwowych PCB
Zalety: możliwość obsługi bardziej złożonych funkcji, wyższa jakość, większa moc, większe możliwości operacyjne i większa prędkość, zwiększona trwałość, mniejszy rozmiar i mniejsza waga.
Wady: wyższy koszt, bardziej skomplikowany projekt i produkcja, dłuższy czas dostawy, bardziej skomplikowana konserwacja.
02
Wielowarstwowa aplikacja PCB
Wraz z postępem technologii coraz powszechniejsze stają się wielowarstwowe płytki PCB. Wiele współczesnych urządzeń elektronicznych ma złożone funkcje i małe rozmiary, dlatego na ich płytkach drukowanych należy zastosować wiele warstw.
Wielowarstwowe płytki drukowane pojawiają się w wielu komponentach komputerów, w tym na płytach głównych i serwerach. Od laptopów i tabletów po smartfony i inteligentne zegarki. Smartfony zwykle wymagają około 12 warstw. Inne produkty nie są tak skomplikowane jak smartfony, ale są zbyt skomplikowane w przypadku jednostronnych płytek drukowanych, zwykle składających się z 4 do 8 warstw. Takie jak kuchenki mikrofalowe i klimatyzatory.
Dodatkowo, ze względu na niezawodność, niewielkie rozmiary i lekką konstrukcję wymaganą przez sprzęt medyczny, zazwyczaj można je stosować na płycie składającej się z więcej niż trzech warstw. Wielowarstwowe płytki drukowane są również stosowane w aparatach rentgenowskich, monitorach serca, sprzęcie skanującym CAT i wielu innych zastosowaniach.
Również w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym coraz częściej stosuje się komponenty elektroniczne, które są zarówno trwałe, jak i lekkie, przy czym zazwyczaj stosowane są płyty wielowarstwowe. Elementy te muszą być odporne na zużycie, wysokie temperatury i inne trudne warunki. Komputery pokładowe, systemy GPS, czujniki silnika i przełączniki reflektorów zazwyczaj również korzystają z płytek wielowarstwowych.
Jak określić potrzebę jednowarstwowej lub wielowarstwowej płytki drukowanej
Aby określić, czy Twój projekt wymaga jednowarstwowej czy wielowarstwowej płytki drukowanej, musisz wziąć pod uwagę potrzeby projektu i najbardziej odpowiedni typ. Zadaj sobie pięć następujących pytań:
1. Jakiego poziomu funkcjonalności potrzebuję? Jeśli jest to bardziej złożone, może być wymaganych kilka warstw.
2. Jaki jest maksymalny rozmiar planszy? Tablice wielowarstwowe mogą pomieścić więcej funkcji na mniejszej przestrzeni.
3. Czy trwałość jest priorytetem? Jeśli tak, użyj kilku warstw.
4. Jaki jest mój budżet? Przy skromniejszym budżecie najlepiej sprawdzą się płyty jednowarstwowe.
5. Jak szybko potrzebuję PCB? W porównaniu z wielowarstwowymi płytkami drukowanymi, jednowarstwowe płytki drukowane mają krótszy czas realizacji.