Les ingénieurs électriciens sont souvent confrontés au dilemme de déterminer le nombre optimal de couches pour unConception de PCB. Vaut-il mieux utiliser plus de couches ou moins de couches? Comment prendre la décision sur le nombre de couches pour un PCB?
1. Que signifie la couche PCB?
Les couches d'un PCB se réfèrent aux couches de cuivre qui sont laminées avec lesubstrat. À l'exception dePCB uniquequi n'ont qu'une seule couche de cuivre, tous les PCB avec deux couches ou plus ont un nombre uniforme de couches. Les composants sont soudés sur la couche la plus externe, tandis que les autres couches servent de connexions de câblage. Cependant, certains PCB haut de gamme intégreront également des composants dans les couches intérieures.
Les PCB sont utilisés pour fabriquer divers appareils et machines électroniques dans différentes industries, telles queélectronique grand public, automobile,télécommunications, aérospatial, militaire et médical
industries. Le nombre de couches et la taille d'une carte spécifique détermine la puissance etcapacitédu PCB. À mesure que le nombre de couches augmente, la fonctionnalité aussi.
2.Comment déterminer le nombre de couches PCB?
Lorsque vous décidez du nombre approprié de couches pour un PCB, il est important de considérer les avantages de l'utilisationplusieurs couchespar rapport aux couches simples ou doubles. Dans le même temps, il est également nécessaire de considérer les avantages de l'utilisation d'une conception de couche unique par rapport à celles des conceptions multicouches. Ces facteurs peuvent être évalués à partir des cinq perspectives suivantes:
2-1-1. Où le PCB sera-t-il utilisé?
Lors de la détermination des spécifications d'une carte PCB, il est crucial de considérer la machine ou l'équipement prévue dans laquelle le PCB sera utilisé, ainsi que les exigences spécifiques de la carte de circuit imprimé pour un tel équipement. Cela comprend l'identification de si la carte PCB sera utilisée en sophistiqué et
produits électroniques complexes, ou dans des produits plus simples avec des fonctionnalités de base.
2-2. Quelle fréquence de travail est nécessaire pour le PCB?
Le problème de la fréquence de travail doit être pris en compte lors de la conception d'un PCB, car ce paramètre détermine la fonctionnalité et la capacité du PCB. Pour des capacités de vitesse et opérationnelles plus élevées, les PCB multicouches sont essentiels.
2-3. Quel est le budget du projet?
D'autres facteurs à considérer sont les coûts de fabrication de
et les PCB à double couche par rapport aux PCB multicouches. Si vous voulez un PCB avec une capacité aussi élevée que possible, le coût sera inévitablement relativement élevé.
Certaines personnes posent des questions sur la relation entre le nombre de couches dans un PCB et son prix. Généralement, plus un PCB a de couches, plus son prix est élevé. C'est parce que la conception etfabricationUn PCB multicouche prend plus de temps et coûte donc plus cher. Le graphique ci-dessous montre le coût moyen des PCB multicouches pour trois fabricants différents dans les conditions suivantes:
Quantité de commande PCB: 100;
Taille du PCB: 400 mm x 200 mm;
Nombre de couches: 2, 4, 6, 8, 10.
Le graphique affiche le prix moyen des PCB de trois sociétés différentes, sans compter les frais d'expédition. Le coût d'un PCB peut être évalué à l'aide de sites de citations de PCB, qui vous permettent de sélectionner différents paramètres tels que le type de conducteur, la taille, la quantité et le nombre de couches. Ce graphique ne fournit qu'une idée générale des prix moyens des PCB de trois fabricants, et les prix peuvent varier en fonction du nombre de couches. Les frais d'expédition ne sont pas inclus. Des calculatrices efficaces sont disponibles en ligne, fournies par les fabricants eux-mêmes pour aider les clients à évaluer le coût de leurs circuits imprimés en fonction de différents paramètres tels que le type de conducteur, la taille, la quantité, le nombre de couches, les matériaux d'isolation, l'épaisseur, etc.
2-4. Quel est le délai de livraison requis pour le PCB?
Le délai de livraison fait référence au temps nécessaire à la fabrication et à la livraison des PCB mono / double / multicouche. Lorsque vous devez produire une grande quantité de PCB,Délai de livraisondoit être pris en compte. Le délai de livraison pour les PCB mono / double / multicouche varie et dépend de la taille de la zone PCB. Bien sûr, si vous êtes prêt à dépenser plus d'argent, le temps de livraison peut être raccourci.
2-5. Quelle couche de densité et de signal le PCB a-t-il besoin?
Le nombre de couches dans un PCB dépend de la densité de broches et des couches de signal. Par exemple, une densité de broches de 1,0 nécessite 2 couches de signal, et à mesure que la densité de la broche diminue, le nombre de couches requises augmentera. Si la densité de la broche est de 0,2 ou moins, au moins 10 couches de PCB sont nécessaires.
3.Avantages de différentes couches de PCB - monocche / double couche / multi-couches.
3-1-1. PCB monocouche
La construction d'un PCB à couche unique est simple, composée d'une seule couche de couches pressées et soudées de matériau conducteur électrique. La première couche est recouverte d'une plaque vêtue de cuivre, puis une couche résistante à la soudure est appliquée. Le diagramme d'un PCB monocouche montre généralement trois bandes colorées pour représenter la couche et ses deux couches de revêtement - gris pour la couche diélectrique elle-même, marron pour la plaque vêtue de cuivre et vert pour la couche résistante à la soudure.
Avantages:
● Faible coût de fabrication, en particulier pour la production d'électronique grand public, qui a une rentabilité plus élevée.
● L'assemblage des composants, du forage, du soudage et de l'installation sont relativement simples, et leprocessus de productionest moins susceptible de rencontrer des problèmes.
● Économique et adapté à la production de masse.
● Choix idéal pour les conceptions de basse densité.
Applications:
● Les calculatrices de base utilisent des PCB monocouches.
● Les radios, telles que les réveils radio à bas prix dans les magasins de marchandises généraux, utilisent généralement des PCB monocouches.
● Les machines à café utilisent souvent des PCB monocouches.
● Certains appareils électroménagers utilisent des PCB monocouches.
3-2. PCB à double couche
Le PCB à double couche a deux couches de placage de cuivre avec une couche isolante entre les deux.Composantssont placés des deux côtés de la carte, c'est pourquoi il est également appelé PCB double face. Ils sont fabriqués en connectant deux couches de cuivre avec un matériau diélectrique entre les deux, et chaque côté du cuivre peut transmettre différents signaux électriques. Ils conviennent aux applications qui nécessitent des emballages à grande vitesse et compacts.
Les signaux électriques sont acheminés entre les deux couches de cuivre, et le matériau diélectrique entre eux aide à empêcher ces signaux d'interférer les uns avec les autres. Le PCB à double couche est la carte de circuit imprimé la plus courante et économique à fabriquer.
Les PCB à double couche sont similaires aux PCB monocouches, mais ont une moitié inférieure en miroir inversée. Lorsque vous utilisez des PCB à double couche, la couche diélectrique est plus épaisse que celle des PCB monocouches. De plus, il y a un placage de cuivre sur les côtés supérieurs et inférieurs du matériau diélectrique. De plus, le haut et le bas de la planche laminés sont recouverts d'une couche de résistance à la soudure.
Le diagramme d'un PCB à double couche ressemble généralement à un sandwich à trois couches, avec une couche grise épaisse au milieu représentant les rayures diélectriques, brunes sur les couches supérieures et inférieures représentant le cuivre et des bandes vertes minces en haut et en bas représentant la couche de résistance au soudure.
Avantages:
● La conception flexible le rend adapté à une variété d'appareils.
● Structure à faible coût qui le rend pratique pour la production de masse.
● Design simple.
● Petite taille adaptée à divers équipements.
Applications:
Les PCB à double couche conviennent à une large gamme d'appareils électroniques simples et complexes. Des exemples d'équipements produits en masse qui comportent des PCB à double couche comprennent:
● Les unités de CVC, les systèmes de chauffage et de refroidissement résidentiels de diverses marques comprennent tous des cartes de circuits imprimés à double couche.
● Les amplificateurs, les PCB à double couche sont équipés d'unités d'amplificateurs utilisées par de nombreux musiciens.
● Les imprimantes, divers périphériques informatiques reposent sur des PCB à double couche.
3-3. PCB à quatre couches
Un PCB à 4 couches est une carte de circuit imprimé avec quatre couches conductrices: haut, deux couches intérieures et en bas. Les deux couches intérieures sont le noyau, généralement utilisés comme plan de puissance ou de masse, tandis que les couches externes et inférieures sont utilisées pour placer des composants et des signaux de routage.
Les couches externes sont généralement recouvertes d'une couche de résistance à la soudure avec des coussinets exposés pour fournir des points de placement pour la connexion des dispositifs montés sur surface et des composants à travers. Les trous à travers sont généralement utilisés pour fournir des connexions entre les quatre couches, qui sont laminées ensemble pour former une planche.
Voici la ventilation de ces couches:
- Couche 1: couche inférieure, généralement en cuivre. Il sert de base à l'ensemble de la carte de circuit imprimé, fournissant un soutien aux autres couches.
- Couche 2: couche de puissance. Il est nommé de cette façon car il fournit une puissance propre et stable à tous les composants de la carte de circuit imprimé.
- Couche 3: couche de plan de masse, servant de source de sol pour tous les composants de la carte de circuit imprimé.
- Couche 4: couche supérieure utilisée pour les signaux de routage et fournissant des points de connexion pour les composants.
Dans une conception de PCB à 4 couches, 4 traces de cuivre sont séparées par 3 couches de diélectrique interne et sont scellées en haut et en bas avec des couches de résistance à la soudure. En règle générale, les règles de conception pour les PCB à 4 couches sont indiquées en utilisant 9 traces et 3 couleurs - brun pour le cuivre, le gris pour le noyau et le préreg et le vert pour la résistance à la soudure.
Avantages:
● Durabilité - Les PCB à quatre couches sont plus robustes que les planches à couche unique et à double couche.
● Taille compacte - La petite conception des PCB à quatre couches peut s'adapter à une large gamme d'appareils.
● Flexibilité - Les PCB à quatre couches peuvent fonctionner dans plusieurs types d'appareils électroniques, y compris des PCI simples et complexes.
● Sécurité - En alignant correctement les couches de puissance et de sol, les PCB à quatre couches peuvent se protéger contre les interférences électromagnétiques.
● Léger - Les appareils équipés de PCB à quatre couches nécessitent moins de câblage interne, ils sont donc généralement plus légers.
Applications:
● Systèmes satellites - Les PCB multicouches sont équipés de satellites en orbite.
● Appareils à main - Les smartphones et les tablettes sont généralement équipés de PCB à quatre couches.
● Équipement d'exploration spatiale - Les circuits imprimés à plusieurs couches fournissent une alimentation à l'équipement d'exploration spatiale.
3-4. 6 couches PCB
Un PCB à 6 couches est essentiellement une carte à 4 couches avec deux couches de signal supplémentaires ajoutées entre les plans. Un empilement de PCB standard à 6 couches comprend 4 couches de routage (deux plans internes extérieurs et deux) et 2 plans internes (un pour le sol et un pour la puissance).
La fourniture de 2 couches internes pour les signaux à grande vitesse et 2 couches externes pour les signaux à basse vitesse amplifie considérablement EMI (interférence électromagnétique). EMI est l'énergie des signaux dans les dispositifs électroniques perturbés par le rayonnement ou l'induction.
Il existe divers arrangements pour l'empilement d'un PCB à 6 couches, mais le nombre de couches de puissance, de signal et de sol utilisés dépend des exigences de l'application.
Une couche standard de 6 couchesStackup PCBComprend la couche supérieure - Prélection - Couche de sol interne - Core - Couche de routage interne - Prégré - Couche de routage interne - Core - Couche de puissance interne - Prégré - Couche inférieure.
Bien qu'il s'agisse d'une configuration standard, elle peut ne pas convenir à toutes les conceptions de PCB, et il peut être nécessaire de repositionner les couches ou d'avoir des couches plus spécifiques. Cependant, l'efficacité du câblage et la minimisation de la diaphonie doivent être prises en compte lors de leur placement.
Avantages:
● Force - Les PCB à six couches sont plus épais que leurs prédécesseurs plus fins et donc plus robustes.
● Compacité - Les planches avec six couches de cette épaisseur ont de plus grandes capacités techniques et peuvent consommer moins de largeur.
● Haute capacité - les PCB à six couches ou plus fournissent une puissance optimale pour les appareils électroniques et réduisent considérablement la possibilité de diaphonie et d'interférence électromagnétique.
Applications:
● Ordinateurs - Les PCB à 6 couches ont contribué à stimuler le développement rapide d'ordinateurs personnels, les rendant plus compacts, plus légers et plus rapides.
● Stockage des données - La capacité élevée des PCB à six couches a rendu les dispositifs de stockage de données de plus en plus abondants au cours de la dernière décennie.
● Systèmes d'alarme incendie - À l'aide de 6 cartes de circuits imprimées, les systèmes d'alarme deviennent plus précis au moment de détecter un réel danger.
Alors que le nombre de couches dans une carte de circuit imprimé augmente au-delà des quatrième et sixième couche, des couches de cuivre conductrices et des couches de matériaux diélectriques sont ajoutées à l'empilement.
Par exemple, un PCB à huit couches contient quatre plans et quatre couches de cuivre de signal - huit au total - connectés par sept rangées de matériaux diélectriques. L'empilement à huit couches est scellé avec des couches de masque de soudure diélectrique en haut et en bas. Essentiellement, l'empilement de PCB à huit couches est similaire à la couche à six couches, mais avec une paire ajoutée de cuivre et de colonne de préparation.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
Heure du poste: juin-26-2023
