ก่อนที่จะออกแบบแผงวงจรพิมพ์ จำเป็นต้องพิจารณาว่าจะใช้ PCB แบบชั้นเดียวหรือหลายชั้น การออกแบบทั้งสองประเภทเป็นเรื่องธรรมดา แล้วประเภทไหนที่เหมาะกับโครงการของคุณ? ความแตกต่างคืออะไร? ตามชื่อที่สื่อถึง บอร์ดชั้นเดียวจะมีวัสดุฐานเพียงชั้นเดียวหรือที่เรียกว่าซับสเตรต ในขณะที่ PCB หลายชั้นมีหลายชั้น

ข้อดีและการใช้งานของบอร์ดชั้นเดียว
บอร์ดชั้นเดียวบางครั้งเรียกว่าบอร์ดด้านเดียว โดยทั่วไปแล้ว ด้านหนึ่งของบอร์ดจะมีส่วนประกอบต่างๆ และมีรอยทองแดงอยู่อีกด้านหนึ่ง บอร์ดชั้นเดียวประกอบด้วยชั้นฐาน ชั้นโลหะนำไฟฟ้า และหน้ากากประสานป้องกัน องค์ประกอบของฟิล์มและซิลค์สกรีน

01
ข้อดีและข้อเสียของ PCB ชั้นเดียว

ข้อดี: ต้นทุนที่ต่ำกว่า การออกแบบและการผลิตที่ง่ายขึ้น ระยะเวลาการส่งมอบที่สั้นลง
ข้อเสีย: สำหรับโครงการที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีส่วนประกอบจำนวนมาก หากข้อกำหนดด้านขนาดมีขนาดเล็ก แผงเดียวก็ไม่สามารถรองรับความสามารถในการปฏิบัติงานที่ต่ำกว่า ขนาดที่ใหญ่ขึ้น และน้ำหนักที่มากขึ้นได้
02
การประยุกต์ใช้ PCB ชั้นเดียว

แผงเดี่ยวกลายเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เนื่องจากมีต้นทุนต่ำและการผลิตค่อนข้างง่าย แม้ว่าบอร์ดแบบหลายชั้นกำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ แต่บอร์ดแบบชั้นเดียวยังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยปกติแล้วจะปรากฏในอุปกรณ์ที่มีฟังก์ชันเดียวและไม่จำเป็นต้องจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากหรือเข้าถึงเครือข่าย
โดยทั่วไป PCB ชั้นเดียวจะใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนขนาดเล็ก (เช่น เครื่องชงกาแฟ) นอกจากนี้ยังเป็น PCB ที่ใช้ในเครื่องคิดเลข วิทยุ เครื่องพิมพ์ และไฟ LED ส่วนใหญ่อีกด้วย อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่เรียบง่ายกว่า เช่น โซลิดสเตตไดรฟ์ มักใช้ PCB ด้านเดียว เช่นเดียวกับส่วนประกอบต่างๆ เช่น แหล่งจ่ายไฟ และเซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ มากมาย

ข้อดีและการใช้งานของบอร์ดหลายชั้น
PCB หลายชั้นทำจากแผงสองด้านตั้งแต่สามแผ่นขึ้นไปวางซ้อนกัน โดยทั่วไป จำนวนชั้นของบอร์ดหลายชั้นโดยทั่วไปจะเป็นจำนวนชั้นคู่ ระหว่าง 4 ถึง 12 ชั้น ทำไมไม่ใช้เลเยอร์จำนวนคี่ล่ะ? เพราะจำนวนชั้นที่คี่จะทำให้เกิดปัญหา เช่น การบิดเบี้ยวและการบิดเบี้ยวหลังการเชื่อม
มีโลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าทั้งสองด้านของแต่ละชั้นของวัสดุพิมพ์บนกระดานหลายชั้น ใช้กาวพิเศษเพื่อเชื่อมต่อบอร์ดเหล่านี้เข้าด้วยกันและมีวัสดุฉนวนระหว่างแต่ละบอร์ด ที่ขอบด้านนอกสุดของบอร์ดหลายชั้นคือหน้ากากประสาน
บอร์ดหลายชั้นใช้รูทะลุเพื่อให้เลเยอร์ต่างๆ สื่อสารกัน โดยทั่วไปแล้วรูทะลุจะแบ่งออกเป็นสามประเภท:
ผ่านรู: ผ่านแต่ละชั้นของแผงวงจร
รูตาบอด: เชื่อมต่อชั้นนอกกับชั้นใน
ฝังผ่าน: เชื่อมต่อชั้นในสองชั้นเข้าด้วยกัน และไม่สามารถมองเห็นได้จากภายนอก

01
ข้อดีและข้อเสียของ PCB หลายชั้น

ข้อดี: สามารถรองรับฟังก์ชันที่ซับซ้อนมากขึ้น คุณภาพสูงขึ้น กำลังมากขึ้น ความสามารถในการดำเนินการที่มากขึ้น และความเร็วที่เร็วขึ้น ความทนทานที่เพิ่มขึ้น ขนาดที่เล็กลง และน้ำหนักที่เบาลง
ข้อเสีย: ต้นทุนที่สูงขึ้น การออกแบบและการผลิตที่ซับซ้อนมากขึ้น ระยะเวลาในการจัดส่งนานขึ้น การบำรุงรักษาที่ซับซ้อนมากขึ้น

02
แอปพลิเคชั่น PCB หลายชั้น

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี PCB หลายชั้นจึงกลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากในปัจจุบันมีฟังก์ชันที่ซับซ้อนและมีขนาดเล็ก ดังนั้นจึงต้องใช้หลายชั้นบนแผงวงจร
แผงวงจรพิมพ์หลายชั้นปรากฏในส่วนประกอบคอมพิวเตอร์หลายชนิด รวมถึงมาเธอร์บอร์ดและเซิร์ฟเวอร์ ตั้งแต่แล็ปท็อปและแท็บเล็ตไปจนถึงสมาร์ทโฟนและนาฬิกาอัจฉริยะ สมาร์ทโฟนมักต้องใช้ประมาณ 12 ชั้น ผลิตภัณฑ์อื่นๆ นั้นไม่ซับซ้อนเท่ากับสมาร์ทโฟน แต่ซับซ้อนเกินไปสำหรับแผงวงจรพิมพ์ด้านเดียว โดยทั่วไปจะใช้ 4 ถึง 8 ชั้น เช่น เตาไมโครเวฟ และเครื่องปรับอากาศ
นอกจากนี้ เนื่องจากความน่าเชื่อถือ ขนาดที่เล็ก และการออกแบบน้ำหนักเบาที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ จึงทำให้สามารถวิ่งบนกระดานที่มีมากกว่าสามชั้นได้ แผงวงจรพิมพ์หลายชั้นยังใช้ในเครื่องเอ็กซ์เรย์ เครื่องตรวจวัดหัวใจ อุปกรณ์สแกน CAT และการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย
อุตสาหกรรมยานยนต์และการบินและอวกาศมีการใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีทั้งความทนทานและน้ำหนักเบาเพิ่มมากขึ้น และโดยทั่วไปจะใช้แผงหลายชั้น ส่วนประกอบเหล่านี้ต้องสามารถทนต่อการสึกหรอ อุณหภูมิสูง และสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยอื่นๆ ได้ คอมพิวเตอร์ออนบอร์ด ระบบ GPS เซ็นเซอร์เครื่องยนต์ และสวิตช์ไฟหน้าโดยทั่วไปก็ใช้บอร์ดหลายชั้นเช่นกัน

วิธีระบุความต้องการ PCB แบบชั้นเดียวหรือหลายชั้น
ในการพิจารณาว่าโครงการของคุณต้องการแผงวงจรพิมพ์แบบชั้นเดียวหรือหลายชั้น คุณต้องพิจารณาความต้องการของโครงการและประเภทที่เหมาะสมที่สุด ถามตัวเองด้วยคำถามห้าข้อต่อไปนี้:
1. ฉันจำเป็นต้องมีฟังก์ชันการทำงานระดับใด? หากซับซ้อนกว่านี้อาจต้องใช้หลายชั้น
2. ขนาดสูงสุดของบอร์ดคือเท่าไร? บอร์ดหลายชั้นสามารถรองรับฟังก์ชันได้มากขึ้นในพื้นที่ขนาดเล็ก
3. ความทนทานถือเป็นเรื่องสำคัญหรือไม่? หากเป็นเช่นนั้น ให้ใช้หลายชั้น
4. งบประมาณของฉันคือเท่าไร? หากต้องการงบประมาณที่พอเหมาะ บอร์ดชั้นเดียวจะทำงานได้ดีที่สุด
5. ฉันต้องใช้ PCB ได้เร็วแค่ไหน? เมื่อเทียบกับแผงวงจรพิมพ์หลายชั้น แผงวงจรพิมพ์ชั้นเดียวจะมีระยะเวลารอคอยที่สั้นกว่า