Enkelskikts-PCB kontra flerskikts-PCB – Fördelar, nackdelar, design och tillverkningsprocess.
Föredesigna ett kretskort, måste du bestämma om du ska använda ett enskikts- eller flerskikts-PCB. Båda typerna av design används i många vardagliga enheter. Den typ av projekt du använder kortet till avgör vilken som är bäst för dig. Flerskiktskort är vanligare för komplexa enheter, medan enskiktskort kan användas för enklare enheter. Den här artikeln hjälper dig att förstå skillnaderna och välja rätt typ för ditt projekt.
Baserat på namnen på dessa kretskort kan du förmodligen gissa vad skillnaden är. Ett enkelskiktskort har ett lager basmaterial (även känt som ett substrat), medan flerskiktskort innehåller flera lager. När du granskar dem noggrant kommer du att märka många skillnader i hur dessa kort är konstruerade och fungerar.
Om du är intresserad av att läsa mer om dessa två PCB-typer, fortsätt då att läsa!
Vad är ett enkelskikts-PCB?
Enkelsidiga kort är även kända som enkelsidiga kort. De har komponenter på ena sidan och ett ledarmönster på den andra. Dessa kort har ett lager av ledande material (vanligtvis koppar). Ett enkelskiktskort består av ett substrat, ledande metalllager, ett skyddande lödlager och en silkscreen. Enkelskiktskort finns i många enklare elektroniska enheter.
Fördelar med ett enda lagers PCB
1. Billig
Sammantaget är ett enkelskikts-PCB billigare tack vare sin enkla design. Det beror på att det kan utvecklas på ett tidseffektivt sätt utan att förlita sig på ett stort antalPCB-materialDessutom kräver det inte mycket kunskap.
2. Snabbtillverkad
Med en så enkel design och låg resursförbrukning kan enskiktade kretskort tillverkas på nolltid! Det är förstås en stor fördel, särskilt om du behöver ett kretskort så snart som möjligt.
3. Lätt att producera
Det populära enskiktade kretskortet kan designas utan tekniska svårigheter. Det beror på att det erbjuder en enkel designprocess så att tillverkare och yrkesverksamma kan producera dem utan problem.
4. Du kan beställa i bulk
Tack vare deras enkla utvecklingsprocess kan du beställa många av dessa kretskortstyper samtidigt. Du kan till och med förvänta dig en kostnadsminskning per kort om du beställer i bulk.
Nackdelar med enkelskikts-PCB
1. Begränsad hastighet och kapacitet
Dessa kretskort erbjuder minimala anslutningsmöjligheter. Det innebär att den totala effekten och hastigheten minskar. Dessutom minskar driftskapaciteten till följd av dess design. Kretsen kanske inte fungerar för högeffektsapplikationer.
2. Det erbjuder inte mycket utrymme
Komplexa enheter kommer inte att dra nytta av ett kretskort med ett enda lager. Det beror på att det erbjuder väldigt lite utrymme för extraSMD-komponenteroch anslutningar. Ledningar som kommer i kontakt med varandra kommer att orsaka att kortet inte fungerar korrekt. Bästa praxis är att se till att kretskortet har tillräckligt med utrymme för allt.
3. Större och tyngre
Du kommer att behöva göra kortet större för att ge ytterligare funktioner för olika operativa ändamål. Detta kommer dock också att öka produktens vikt.
Tillämpning av enkelskikts-PCB
På grund av deras låga tillverkningskostnad är enkelsidiga kort populära i många hushållsapparater ochkonsumentelektronikDessa är populära för enheter som kan lagra lite data. Några exempel inkluderar:
● Kaffebryggare
● LED-lampor
● Kalkylatorer
● Radioapparater
● Strömförsörjning
● Olika sensortyper
● Solid State-diskar (SSD)
Vad är flerskikts-PCB?
Flerskiktade kretskort består av flera dubbelsidiga kort staplade ovanpå varandra. De kan ha så många kort som behövs, men det längsta som tillverkades var 129 lager tjocka. De har vanligtvis mellan 4 och 12 lager. Ovanliga mängder kan dock leda till problem som skevhet eller vridning efter lödning.
Ett flerskiktskorts substratlager har en ledande metall på varje sida. Varje kort är sammanfogat med ett speciallim och ett isolerande material. Flerskiktskorten har lödmasker i kanterna.
Fördelar med flerskikts-PCB
1. Komplexa projekt
Komplexa enheter som förlitar sig på ytterligare komponenter och kretsar behöver vanligtvis ett flerskiktat kretskort. Du kan utöka kortet via ytterligare lagerintegrationer. Detta gör det lämpligt för ytterligare kretsar som har extra anslutningar, som annars inte skulle få plats på ett standardkort.
2. Mer hållbar
Ytterligare lager ökar brädans tjocklek, vilket gör den hållbar. Detta säkerställer sedan lång livslängd och gör att den klarar oväntade händelser, inklusive fall.
3. Anslutning
Flera komponenter skulle vanligtvis behöva mer än en anslutningspunkt. I det här fallet behöver ett flerskikts-kretskort bara en enskild anslutningspunkt. Sammantaget bidrar denna fördel till enhetens enkla design och lätta vikt.
4. Mer kraft
Att lägga till mer densitet till ett flerskiktat kretskort gör det praktiskt för strömkrävande enheter. Generellt sett betyder det att det kan fungera snabbare och mer effektivt. Den ökade kapaciteten gör det lämpligt för kraftfulla enheter.
Nackdelar med flerskikts-PCB
1. Dyrare
Du kan förvänta dig att betala mer för ett flerskiktat kretskort eftersom det kräver ytterligare material, expertis och tid att utveckla. Av denna anledning bör du se till att det är mer fördelaktigt att använda en flerskiktskomponent än priset.
2. Lång ledtid
Flerskiktade skivor tar längre tid att utveckla. Detta beror på viktiga delar som kräver låsning så att varje lager bildar en individuell skiva. Var och en av dessa processer bidrar till den totala färdigställandetiden.
3. Reparationer kan vara komplexa
Om ett flerskiktat kretskort upplever problem kan det vara svårt att reparera det. Vissa interna lager kanske inte syns från utsidan, vilket gör det svårare att fastställa vad som orsakar komponent- eller fysiska skador på kortet. Dessutom måste du ta hänsyn till antalet integrerade komponenter på kortet eftersom det gör reparationerna svårare att slutföra.
Skillnad: Enkelskikts-PCB vs. flerskikts-PCB
1. Tillverkningsprocess
Ett enskikts-PCB genomgår en lång tillverkningsprocess. Vanligtvis använder man mångaCNC-bearbetningprocesser för att skapa kortet. Hela processen innefattar skärning-borrning-placering av grafik-etsning-lödmask och tryckning.
Därefter genomgår den en ytbehandling innan den testas, inspekteras och förpackas för frakt.
Samtidigt tillverkas flerskiktade kretskort genom en speciell process. Den innebär att prepreg- och grundmateriallager läggs mot varandra under högt tryck och temperatur. Detta säkerställer att luft inte fastnar mellan varje lager. Det innebär också att hartset täcker ledarna och att limmet som håller ihop varje lager smälter och härdar korrekt.
2. Material
Enkelskiktade och flerskiktade kretskort tillverkas med metall, FR-4, CEM, teflon och polyimidmaterial. Även då är koppar det vanligaste valet.
3. Kostnad
Sammantaget är ett enskikts-PCB billigare än ett flerskikts-PCB. Det beror främst på de material som används, produktionstiden och expertisen. Andra faktorer kan påverka priset, inklusive storlek, laminering, ledtid etc.
4. Ansökan
Generellt används enskikts-PCB för enkla enheter, medan flerskikts-PCB är mer tillämpliga för avancerad teknik, till exempel smartphones.
Att bestämma om du behöver enskikts- eller flerskikts-PCB
Det vore bra om du avgjorde om flerskiktade eller enskiktade kretskort behövs för ditt projekt. Fundera sedan över vilken typ av projekt du har och vad som passar bäst. Här är de fem frågorna du bör ställa dig själv:
1. Vilken funktionalitetsnivå behöver jag? Du kan behöva fler lager om det är mer komplext.
2. Vilken är den maximala kortstorleken? Flerskiktade kort möjliggör mer funktionalitet på ett mindre område.
3. Värdesätter du hållbarhet? Flerskiktstyg är det bästa alternativet om hållbarhet är en prioritet.
4. Hur mycket måste jag lägga ut? Enkelskiktade skivor är bäst för budgetar som är under 500 dollar.
5. Vad är ledtiden för kretskort? Ledtiden för kretskort med ett enda lager är kortare än för flerskiktskort.
Andra tekniska frågor, såsom driftsfrekvens, densitet och signallager, kommer att behöva tas upp. Dessa frågor avgör om du behöver ett kort med ett, tre, fyra eller fler lager.
Publiceringstid: 14 februari 2023