Enkellaags PCB versus meerlaags PCB - voordelen, nadelen, ontwerp- en productieproces.
Voorhet ontwerpen van een printplaat, moet u beslissen of u een enkellaags of meerlaags PCB gebruikt. Beide soorten ontwerpen worden in veel alledaagse apparaten gebruikt. Het soort project waarvoor u het bord gebruikt, bepaalt welk bord het beste bij u past. Meerlaagse kaarten komen vaker voor bij complexe apparaten, terwijl enkellaagse kaarten kunnen worden gebruikt voor eenvoudigere apparaten. Dit artikel helpt u de verschillen te begrijpen en het juiste type voor uw project te kiezen.
Op basis van de namen van deze printjes kun je waarschijnlijk wel raden wat het verschil is. Een enkellaagse plaat heeft één laag basismateriaal (ook wel substraat genoemd), terwijl meerlaagse platen meerdere lagen bevatten. Als je ze nauwkeurig bekijkt, zul je veel verschillen opmerken in de manier waarop deze boards zijn gebouwd en functioneren.
Als je meer wilt lezen over deze twee PCB-typen, lees dan verder!
Wat is eenlaags PCB?
Enkelzijdige platen worden ook wel enkelzijdige platen genoemd. Ze hebben aan de ene kant componenten en aan de andere kant een geleiderpatroon. Deze platen hebben één laag geleidend materiaal (meestal koper). Een enkellaags bord bestaat uit een substraat, geleidende metaallagen, een beschermende soldeerlaag en een zeefdruk. Enkellaagse platen zijn te vinden in veel eenvoudigere elektronische apparaten.
Voordelen van enkellaags PCB's
1. Goedkoop
Over het algemeen is een enkellaagse PCB goedkoper vanwege het simplistische ontwerp. Dat komt omdat het op een tijdefficiënte manier kan worden ontwikkeld zonder afhankelijk te zijn van een groot aantalPCB-materiaal. Bovendien is er niet veel kennis voor nodig.
2. Snel vervaardigd
Met zo'n eenvoudig ontwerp en een lage afhankelijkheid van hulpbronnen kunnen enkellaagse PCB's in een mum van tijd worden vervaardigd! Dat is natuurlijk een groot voordeel, zeker als je zo snel mogelijk een printje nodig hebt.
3. Gemakkelijk te produceren
De populaire enkellaags PCB kan zonder technische problemen worden ontworpen. Dat komt omdat het een eenvoudig ontwerpproces biedt, zodat fabrikanten en professionals ze zonder problemen kunnen produceren.
4. U kunt in bulk bestellen
Door het eenvoudige ontwikkelproces kun je veel van deze PCB-types in één keer bestellen. Als u in bulk bestelt, kunt u zelfs een daling van de kosten per plank verwachten.
Nadelen van enkellaags PCB's
1. Beperkte snelheid en capaciteit
Deze printplaten bieden minimale connectiviteitsmogelijkheden. Dat betekent dat het algehele vermogen en de snelheid zullen afnemen. Bovendien neemt de operationele capaciteit af als gevolg van het ontwerp. Het circuit werkt mogelijk niet bij toepassingen met hoog vermogen.
2. Het biedt niet veel ruimte
Complexe apparaten zullen niet profiteren van een enkellaagse printplaat. Dat komt omdat hij heel weinig ruimte biedt voor extra'sSMD-componentenen verbindingen. Als draden met elkaar in contact komen, zal het bord niet goed werken. De beste praktijk is ervoor te zorgen dat de printplaat voldoende ruimte biedt voor alles.
3. Groter en zwaarder
U moet het bord groter maken om extra mogelijkheden te bieden voor verschillende operationele doeleinden. Als u dit wel doet, zal het gewicht van het product echter ook toenemen.
Toepassing van enkellaags PCB
Vanwege hun lage productiekosten zijn enkelzijdige platen populair in veel huishoudelijke apparatenconsumentenelektronica. Deze zijn populair voor apparaten die weinig gegevens kunnen opslaan. Enkele voorbeelden zijn:
● Koffiezetapparaten
● LED-verlichting
● Rekenmachines
● Radio's
● Voedingen
● Verschillende sensortypen
● Solid State-schijven (SSD)
Wat is meerlaagse PCB?
Meerlaagse printplaten bestaan uit meerdere dubbelzijdige printplaten die op elkaar zijn gestapeld. Ze kunnen zoveel planken hebben als nodig is, maar de langste die gemaakt werd was 129 lagen dik. Ze hebben doorgaans tussen de 4 en 12 lagen. Ongewone hoeveelheden kunnen echter leiden tot problemen zoals kromtrekken of draaien na het solderen.
De substraatlagen van een meerlaags bord hebben aan elke kant een geleidend metaal. Elke plaat wordt verbonden met behulp van een speciale lijm en isolatiemateriaal. De meerlaagse platen zijn aan de randen voorzien van soldeermaskers.
Voordelen van meerlaagse PCB's
1. Complexe projecten
Complexe apparaten die afhankelijk zijn van extra componenten en circuits hebben meestal een meerlaagse PCB nodig. Je kunt het bord uitbreiden via extra laagintegraties. Dit maakt hem geschikt voor extra circuits met extra aansluitingen, die anders niet op een standaard bord passen.
2. Duurzamer
Extra lagen vergroten de dikte van het bord, waardoor het duurzaam wordt. Dit zorgt voor een lange levensduur en zorgt ervoor dat het onverwachte gebeurtenissen, waaronder vallen, kan overleven.
3. Verbinding
Voor meerdere componenten is doorgaans meer dan één aansluitpunt nodig. In dit geval heeft een meerlaagse printplaat slechts een individueel aansluitpunt nodig. Over het geheel genomen draagt dit voordeel bij aan het eenvoudige ontwerp en de lichtgewicht kenmerken van het apparaat.
4. Meer kracht
Door meer dichtheid toe te voegen aan een meerlaagse PCB, wordt deze praktisch voor energie-intensieve apparaten. Over het algemeen betekent dit dat het sneller en efficiënter kan werken. De verhoogde capaciteit maakt hem geschikt voor krachtige apparaten.
Nadelen van meerlaagse PCB's
1. Duurder
U kunt verwachten meer te betalen met een meerlaagse printplaat, omdat deze extra materialen, expertise en tijd vereist om te ontwikkelen. Om deze reden moet u ervoor zorgen dat het gebruik van een meerlaags component voordeliger is dan de prijs.
2. Lange doorlooptijd
Meerlaagse platen hebben meer tijd nodig om zich te ontwikkelen. Dit komt door essentiële onderdelen die moeten worden vergrendeld, zodat elke laag een afzonderlijke plank vormt. Elk van deze processen draagt bij aan de totale doorlooptijd.
3. Reparaties kunnen complex zijn
Als een meerlaagse printplaat problemen ondervindt, kan deze moeilijk te repareren zijn. Sommige interne lagen zijn mogelijk niet van buitenaf zichtbaar, waardoor het moeilijker wordt om vast te stellen wat de schade aan componenten of fysieke borden veroorzaakt. Bovendien moet u rekening houden met het aantal geïntegreerde componenten op het bord, omdat dit de reparaties moeilijker maakt om uit te voeren.
Verschil: enkellaags PCB versus meerlaags PCB
1. Productieproces
Een enkellaags PCB ondergaat een langdurig productieproces. Meestal gaat het om het gebruik van veelCNC-bewerkingprocessen om het bord te maken. Het hele proces omvat snijden, boren, plaatsen van afbeeldingen, etsen, soldeermasker en afdrukken.
Daarna ondergaat het een oppervlaktebehandeling voordat het wordt getest, geïnspecteerd en verpakt voor verzending.
Ondertussen worden meerlaagse PCB's gemaakt via een speciaal proces. Het omvat het over elkaar heen leggen van prepreg- en funderingsmateriaallagen onder hoge druk en temperatuur. Dit zorgt ervoor dat er geen lucht tussen elke laag ingesloten raakt. Het betekent ook dat hars de geleiders zal bedekken en dat de lijm die elke laag aan elkaar houdt, smelt en correct uithardt.
2. Materiaal
Enkellaags en meerlaags PCB's worden vervaardigd met behulp van metaal, FR-4, CEM, Teflon en polyimidematerialen. Zelfs dan is koper de meest voorkomende keuze.
3. Kosten
Over het algemeen is de enkellaagse PCB goedkoper dan een meerlaagse PCB. Dat komt vooral door de gebruikte materialen, de productietijd en de expertise. Andere factoren kunnen de prijs beïnvloeden, zoals formaat, laminering, levertijd, enz.
4. Toepassing
Over het algemeen worden enkellaagse PCB's gebruikt voor eenvoudige apparaten, terwijl meerlaagse PCB's meer toepasbaar zijn voor geavanceerde technologie, zoals smartphones.
Beslissen of u enkellaags of meerlaags PCB's nodig heeft
Het zou helpen als u bepaalt of er voor uw project meerlaagse of enkellaagse printplaten nodig zijn. Bedenk vervolgens welk type project u heeft en wat het beste bij u past. Dit zijn de vijf vragen die je jezelf moet stellen:
1. Welk functionaliteitsniveau heb ik nodig? Als het complexer is, heb je mogelijk meer lagen nodig.
2. Wat is de maximale bordgrootte? Meerlaagse platen zorgen voor meer functionaliteit op een kleiner oppervlak.
3. Hecht u waarde aan duurzaamheid? Meerlaags is de beste optie als duurzaamheid een prioriteit is.
4. Hoeveel moet ik uitgeven? Enkellaagse platen zijn het beste voor budgetten van minder dan $ 500.
5. Wat is de doorlooptijd voor PCB's? De doorlooptijd voor de enkellaagse printplaat is korter dan die van meerlaagse platen.
Andere technische vragen, zoals de werkingsfrequentie, dichtheid en signaallagen, zullen moeten worden aangepakt. Deze vragen bepalen of u een bord met één, drie, vier of meer lagen nodig heeft.
Posttijd: 14 februari 2023