Μονοστρωματική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος έναντι πολυστρωματικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος – Πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα, σχεδιασμός και διαδικασία κατασκευής.
Προτούσχεδιασμός μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, πρέπει να αποφασίσετε αν θα χρησιμοποιήσετε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) μίας ή μίας πολλαπλών στρώσεων. Και οι δύο τύποι σχεδίασης χρησιμοποιούνται σε πολλές καθημερινές συσκευές. Το είδος του έργου για το οποίο χρησιμοποιείτε την πλακέτα θα καθορίσει ποιος είναι ο καλύτερος για εσάς. Οι πλακέτες πολλαπλών στρώσεων είναι πιο συνηθισμένες για σύνθετες συσκευές, ενώ οι πλακέτες μίας στρώσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για απλούστερες συσκευές. Αυτό το άρθρο θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε τις διαφορές και να επιλέξετε τον σωστό τύπο για το έργο σας.
Με βάση τα ονόματα αυτών των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB), πιθανότατα μπορείτε να μαντέψετε ποια είναι η διαφορά. Μια πλακέτα μονής στρώσης έχει ένα στρώμα βασικού υλικού (γνωστό και ως υπόστρωμα), ενώ οι πλακέτες πολλαπλών στρώσεων περιέχουν πολλαπλά στρώματα. Εξετάζοντάς τες προσεκτικά, θα παρατηρήσετε πολλές διαφορές στον τρόπο κατασκευής και λειτουργίας αυτών των πλακετών.
Αν ενδιαφέρεστε να διαβάσετε περισσότερα για αυτούς τους δύο τύπους PCB, συνεχίστε να διαβάζετε!
Τι είναι η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μίας στρώσης;
Οι πλακέτες μονής όψης είναι επίσης γνωστές ως πλακέτες μονής όψης. Έχουν εξαρτήματα στη μία πλευρά και ένα αγώγιμο μοτίβο στην άλλη. Αυτές οι πλακέτες έχουν ένα στρώμα αγώγιμου υλικού (συνήθως χαλκού). Μια πλακέτα μονής στρώσης αποτελείται από ένα υπόστρωμα, αγώγιμα μεταλλικά στρώματα, ένα προστατευτικό στρώμα συγκόλλησης και μια μεταξοτυπία. Οι πλακέτες μονής στρώσης βρίσκονται σε πολλές απλούστερες ηλεκτρονικές συσκευές.
Πλεονεκτήματα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος μίας στρώσης
1. Φθηνό
Συνολικά, μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μίας στρώσης είναι λιγότερο δαπανηρή λόγω του απλού σχεδιασμού της. Αυτό συμβαίνει επειδή μπορεί να αναπτυχθεί με χρονικά αποδοτικό τρόπο χωρίς να βασίζεται σε μεγάλο αριθμόΥλικό PCBΕπιπλέον, δεν απαιτεί πολλές γνώσεις.
2. Γρήγορα κατασκευασμένο
Με τόσο απλό σχεδιασμό και χαμηλή εξάρτηση από πόρους, οι πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος μίας στρώσης μπορούν να κατασκευαστούν σε χρόνο μηδέν! Φυσικά, αυτό είναι ένα τεράστιο πλεονέκτημα, ειδικά αν χρειάζεστε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος το συντομότερο δυνατό.
3. Εύκολο στην παραγωγή
Η δημοφιλής πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) μονής στρώσης μπορεί να σχεδιαστεί χωρίς τεχνικές δυσκολίες. Αυτό συμβαίνει επειδή προσφέρει μια απλή διαδικασία σχεδιασμού, ώστε οι κατασκευαστές και οι επαγγελματίες να μπορούν να την παράγουν χωρίς προβλήματα.
4. Μπορείτε να παραγγείλετε χύμα
Λόγω της εύκολης διαδικασίας ανάπτυξής τους, μπορείτε να παραγγείλετε πολλούς από αυτούς τους τύπους πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων ταυτόχρονα. Μπορείτε ακόμη και να περιμένετε μείωση του κόστους ανά πλακέτα εάν παραγγείλετε χύμα.
Μειονεκτήματα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος μίας στρώσης
1. Περιορισμένη ταχύτητα και χωρητικότητα
Αυτές οι πλακέτες κυκλωμάτων προσφέρουν ελάχιστες επιλογές συνδεσιμότητας. Αυτό σημαίνει ότι η συνολική ισχύς και ταχύτητα θα μειωθούν. Επιπλέον, η λειτουργική χωρητικότητα μειώνεται ως αποτέλεσμα του σχεδιασμού τους. Το κύκλωμα ενδέχεται να μην λειτουργεί για εφαρμογές υψηλής ισχύος.
2. Δεν προσφέρει πολύ χώρο
Οι πολύπλοκες συσκευές δεν θα επωφεληθούν από μια πλακέτα κυκλώματος μίας στρώσης. Αυτό συμβαίνει επειδή προσφέρει πολύ λίγο χώρο για επιπλέονΕξαρτήματα SMDκαι συνδέσεις. Τα καλώδια που έρχονται σε επαφή μεταξύ τους θα προκαλέσουν ακατάλληλη λειτουργία της πλακέτας. Η βέλτιστη πρακτική περιλαμβάνει τη διασφάλιση ότι η πλακέτα κυκλώματος παρέχει επαρκή χώρο για τα πάντα.
3. Μεγαλύτερο και βαρύτερο
Θα χρειαστεί να κάνετε την πλακέτα μεγαλύτερη για να παρέχετε πρόσθετες δυνατότητες για διάφορους λειτουργικούς σκοπούς. Ωστόσο, αυτό θα αυξήσει επίσης το βάρος του προϊόντος.
Εφαρμογή PCB μονής στρώσης
Λόγω του χαμηλού κόστους κατασκευής τους, οι μονόπλευρες σανίδες είναι δημοφιλείς σε πολλές οικιακές συσκευές καιηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσηςΑυτά είναι δημοφιλή για συσκευές που μπορούν να αποθηκεύσουν λίγα δεδομένα. Μερικά παραδείγματα περιλαμβάνουν:
● Καφετιέρες
● Φώτα LED
● Αριθμομηχανές
● Ραδιόφωνα
● Τροφοδοτικά
● Διάφοροι τύποι αισθητήρων
● Μονάδες στερεάς κατάστασης (SSD)
Τι είναι το PCB πολλαπλών στρώσεων;
Τα πολυστρωματικά PCB αποτελούνται από πολλαπλές πλακέτες διπλής όψης στοιβαγμένες η μία πάνω στην άλλη. Μπορούν να έχουν όσες πλακέτες χρειάζονται, αλλά η μακρύτερη που κατασκευάστηκε είχε πάχος 129 στρώσεων. Συνήθως έχουν μεταξύ 4 και 12 στρώσεων. Ωστόσο, ασυνήθιστες ποσότητες μπορούν να οδηγήσουν σε προβλήματα όπως στρέβλωση ή συστροφή μετά την συγκόλληση.
Τα στρώματα υποστρώματος μιας πολυστρωματικής πλακέτας έχουν ένα αγώγιμο μέταλλο σε κάθε πλευρά. Κάθε πλακέτα ενώνεται χρησιμοποιώντας μια εξειδικευμένη κόλλα και ένα μονωτικό υλικό. Οι πολυστρωματικές πλακέτες έχουν μάσκες συγκόλλησης στις άκρες.
Πλεονεκτήματα της πολυστρωματικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB)
1. Σύνθετα Έργα
Οι σύνθετες συσκευές που βασίζονται σε πρόσθετα εξαρτήματα και κυκλώματα συνήθως χρειάζονται μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων. Μπορείτε να επεκτείνετε την πλακέτα μέσω πρόσθετων ενσωματώσεων στρώσεων. Αυτό την καθιστά κατάλληλη για πρόσθετα κυκλώματα που διαθέτουν επιπλέον συνδέσεις, οι οποίες διαφορετικά δεν θα χωρούσαν σε μια τυπική πλακέτα.
2. Πιο ανθεκτικό
Πρόσθετες στρώσεις αυξάνουν το πάχος της σανίδας, καθιστώντας την ανθεκτική. Αυτό θα εξασφαλίσει μακροζωία και θα της επιτρέψει να αντέξει σε απρόβλεπτα γεγονότα, συμπεριλαμβανομένων των πτώσεων.
3. Σύνδεση
Πολλά εξαρτήματα συνήθως χρειάζονται περισσότερα από ένα σημεία σύνδεσης. Σε αυτήν την περίπτωση, μια πολυστρωματική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος χρειάζεται μόνο ένα μεμονωμένο σημείο σύνδεσης. Συνολικά, αυτό το πλεονέκτημα συμβάλλει στον απλό σχεδιασμό και τα ελαφριά χαρακτηριστικά της συσκευής.
4. Περισσότερη δύναμη
Η προσθήκη μεγαλύτερης πυκνότητας σε μια πολυστρωματική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) την καθιστά πρακτική για συσκευές που καταναλώνουν ενέργεια. Γενικά, αυτό σημαίνει ότι μπορεί να λειτουργεί πιο γρήγορα και αποτελεσματικά. Η αυξημένη χωρητικότητα την καθιστά κατάλληλη για ισχυρές συσκευές.
Μειονεκτήματα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων
1. Πιο ακριβό
Μπορείτε να περιμένετε ότι θα πληρώσετε περισσότερα με μια πλακέτα κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων, καθώς απαιτεί πρόσθετα υλικά, εμπειρία και χρόνο για την ανάπτυξή της. Για αυτόν τον λόγο, θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η χρήση ενός πολυστρωματικού εξαρτήματος είναι πιο συμφέρουσα από την τιμή.
2. Μακροχρόνιος χρόνος παράδοσης
Οι σανίδες πολλαπλών στρώσεων θα χρειαστούν περισσότερο χρόνο για να αναπτυχθούν. Αυτό οφείλεται σε βασικά εξαρτήματα που απαιτούν κλείδωμα, έτσι ώστε κάθε στρώση να σχηματίζει μια ξεχωριστή σανίδα. Κάθε μία από αυτές τις διαδικασίες συμβάλλει στον συνολικό χρόνο ολοκλήρωσης.
3. Οι επισκευές μπορεί να είναι πολύπλοκες
Εάν μια πολυστρωματική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) παρουσιάσει προβλήματα, τότε μπορεί να είναι δύσκολο να επισκευαστεί. Ορισμένα εσωτερικά στρώματα ενδέχεται να μην είναι ορατά από έξω, γεγονός που καθιστά πιο δύσκολο να εντοπιστεί τι προκαλεί ζημιές στα εξαρτήματα ή στη φυσική πλακέτα. Επιπλέον, θα πρέπει να λάβετε υπόψη τον αριθμό των ενσωματωμένων εξαρτημάτων στην πλακέτα, επειδή αυτό καθιστά τις επισκευές πιο δύσκολες στην ολοκλήρωση.
Διαφορά: Μονοστρωματική πλακέτα PCB έναντι πολυστρωματικής πλακέτας PCB
1. Διαδικασία Παραγωγής
Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μίας στρώσης υφίσταται μια μακρά διαδικασία κατασκευής. Συνήθως, περιλαμβάνει τη χρήση πολλώνΜηχανική κατεργασία CNCδιαδικασίες για τη δημιουργία της πλακέτας. Ολόκληρη η διαδικασία περιλαμβάνει κοπή-τρύπημα-τοποθέτηση γραφικών-χάραξη-μάσκα συγκόλλησης και εκτύπωση.
Στη συνέχεια, υποβάλλεται σε επιφανειακή επεξεργασία πριν δοκιμαστεί, επιθεωρηθεί και συσκευαστεί για αποστολή.
Εν τω μεταξύ, οι πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος (PCB) δημιουργούνται μέσω μιας ειδικής διαδικασίας. Αυτή περιλαμβάνει την επικάλυψη στρώσεων προεμποτισμένου υλικού και υλικού βάσης μέσω υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας. Αυτό διασφαλίζει ότι ο αέρας δεν θα παγιδευτεί μεταξύ κάθε στρώσης. Επίσης, σημαίνει ότι η ρητίνη θα καλύψει τους αγωγούς και η κόλλα που συγκρατεί κάθε στρώση λιώνει και σκληραίνει σωστά.
2. Υλικό
Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) μονής και πολλαπλών στρώσεων κατασκευάζονται με χρήση μετάλλου, FR-4, CEM, τεφλόν και πολυϊμιδίου. Ακόμα και τότε, ο χαλκός είναι η πιο συνηθισμένη επιλογή.
3. Κόστος
Συνολικά, η μονοστρωματική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) είναι λιγότερο δαπανηρή από μια πολυστρωματική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Αυτό οφείλεται κυρίως στα υλικά που χρησιμοποιούνται, στον χρόνο παραγωγής και στην τεχνογνωσία. Άλλοι παράγοντες μπορεί να επηρεάσουν την τιμή, όπως το μέγεθος, η πλαστικοποίηση, ο χρόνος παράδοσης κ.λπ.
4. Εφαρμογή
Γενικά, οι πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος (PCB) μίας στρώσης χρησιμοποιούνται για απλές συσκευές, ενώ οι πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων είναι πιο εφαρμόσιμες σε προηγμένη τεχνολογία, όπως τα smartphones.
Αποφασίζοντας εάν χρειάζεστε πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος μίας ή πολλαπλών στρώσεων
Θα ήταν χρήσιμο να προσδιορίσετε εάν απαιτούνται πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών ή μονής στρώσης για το έργο σας. Στη συνέχεια, σκεφτείτε τι είδους έργο έχετε και ποιος είναι ο καταλληλότερος. Αυτές είναι οι πέντε ερωτήσεις που πρέπει να θέσετε στον εαυτό σας:
1. Ποιο επίπεδο λειτουργικότητας θα χρειαστώ; Μπορεί να χρειαστείτε περισσότερα επίπεδα εάν είναι πιο περίπλοκο.
2. Ποιο είναι το μέγιστο μέγεθος σανίδας; Οι σανίδες πολλαπλών στρώσεων επιτρέπουν περισσότερη λειτουργικότητα σε μικρότερο χώρο.
3. Εκτιμάτε την ανθεκτικότητα; Η πολυστρωματική επένδυση είναι η καλύτερη επιλογή εάν η ανθεκτικότητα αποτελεί προτεραιότητα.
4. Πόσα πρέπει να ξοδέψω; Οι σανίδες μονής στρώσης είναι οι καλύτερες για προϋπολογισμούς που είναι μικρότεροι από 500 $.
5. Ποιος είναι ο χρόνος παράδοσης για τις πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος (PCB); Ο χρόνος παράδοσης για την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μίας στρώσης είναι μικρότερος από αυτόν των πλακετών πολλαπλών στρώσεων.
Θα πρέπει να απαντηθούν και άλλα τεχνικά ερωτήματα, όπως η συχνότητα λειτουργίας, η πυκνότητα και τα επίπεδα σήματος. Αυτά τα ερωτήματα θα καθορίσουν εάν χρειάζεστε μια πλακέτα με ένα, τρία, τέσσερα ή περισσότερα επίπεδα.
Ώρα δημοσίευσης: 14 Φεβρουαρίου 2023