Yksikerroksinen piirilevy vs. monikerroksinen piirilevy – edut, haitat, suunnittelu ja valmistusprosessi.
Ennenpiirilevyn suunnittelu, sinun on päätettävä, käytätkö yksikerroksista vai monikerroksista piirilevyä. Molempia suunnittelutyyppejä käytetään monissa jokapäiväisissä laitteissa. Käyttämäsi projekti määrää, kumpi sopii sinulle parhaiten. Monikerroksiset piirilevyt ovat yleisempiä monimutkaisissa laitteissa, kun taas yksikerroksisia piirilevyjä voidaan käyttää yksinkertaisemmissa laitteissa. Tämä artikkeli auttaa sinua ymmärtämään erot ja valitsemaan oikean tyypin projektiisi.
Näiden piirilevyjen nimien perusteella voit luultavasti arvata, mikä ero on. Yksikerroksisessa levyssä on yksi kerros pohjamateriaalia (tunnetaan myös substraattina), kun taas monikerroksisissa levyissä on useita kerroksia. Kun tarkastelet niitä tarkemmin, huomaat monia eroja siinä, miten nämä piirilevyt on rakennettu ja toimittu.
Jos olet kiinnostunut lukemaan lisää näistä kahdesta piirilevytyypistä, jatka lukemista!
Mikä on yksikerroksinen piirilevy?
Yksipuoliset piirilevyt tunnetaan myös nimellä yksipuoliset piirilevyt. Niissä on komponentit toisella puolella ja johdinkuvio toisella puolella. Näissä piirilevyissä on yksi kerros johtavaa materiaalia (yleensä kuparia). Yksikerroksinen piirilevy koostuu substraatista, johtavista metallikerroksista, suojaavasta juotoskerroksesta ja silkkipainotekniikalla tehdystä tekniikasta. Yksikerroksisia piirilevyjä löytyy monista yksinkertaisemmista elektronisista laitteista.
Yksikerroksisen piirilevyn edut
1. Edullinen
Kaiken kaikkiaan yksikerroksinen piirilevy on edullisempi yksinkertaisen rakenteensa ansiosta. Tämä johtuu siitä, että se voidaan kehittää aikatehokkaasti ilman suurta määrää komponentteja.PiirilevymateriaaliLisäksi se ei vaadi paljon tietoa.
2. Nopeasti valmistettu
Tällaisen yksinkertaisen rakenteen ja vähäisen resurssitarpeen ansiosta yksikerroksisia piirilevyjä voidaan valmistaa hetkessä! Se on tietenkin valtava etu, varsinkin jos tarvitset piirilevyn mahdollisimman pian.
3. Helppo valmistaa
Suosittu yksikerroksinen piirilevy voidaan suunnitella ilman teknisiä vaikeuksia. Tämä johtuu yksinkertaisesta suunnitteluprosessista, jonka ansiosta valmistajat ja ammattilaiset voivat tuottaa niitä ongelmitta.
4. Voit tilata irtotavarana
Helpon kehitysprosessin ansiosta voit tilata useita näitä piirilevytyyppejä samanaikaisesti. Voit jopa odottaa kustannusten laskua piirilevyä kohden, jos tilaat irtotavarana.
Yksikerroksisen piirilevyn haitat
1. Rajoitettu nopeus ja kapasiteetti
Nämä piirilevyt tarjoavat minimaaliset liitäntävaihtoehdot. Tämä tarkoittaa, että kokonaisteho ja -nopeus heikkenevät. Lisäksi toimintakyky heikkenee rakenteensa vuoksi. Piiri ei välttämättä toimi suuritehoisissa sovelluksissa.
2. Se ei tarjoa paljon tilaa
Monimutkaiset laitteet eivät hyödy yksikerroksisesta piirilevystä. Tämä johtuu siitä, että siinä on hyvin vähän tilaa ylimääräisille osille.SMD-komponentitja liitännät. Toisiinsa koskettavat johdot aiheuttavat piirilevyn virheellisen toiminnan. Paras käytäntö on varmistaa, että piirilevyllä on riittävästi tilaa kaikelle.
3. Suurempi ja painavampi
Sinun on tehtävä levystä suurempi, jotta saat lisää ominaisuuksia erilaisiin käyttötarkoituksiin. Tämä kuitenkin lisää myös tuotteen painoa.
Yksikerroksisen piirilevyn käyttö
Alhaisten valmistuskustannustensa ansiosta yksipuoliset levyt ovat suosittuja monissa kodinkoneissa jakulutuselektroniikkaNämä ovat suosittuja laitteissa, jotka voivat tallentaa vähän tietoa. Joitakin esimerkkejä ovat:
● Kahvinkeittimet
● LED-valot
● Laskimet
● Radiot
● Virtalähteet
● Erilaisia anturityyppejä
● SSD-levyt
Mikä on monikerroksinen piirilevy?
Monikerroksiset piirilevyt koostuvat useista päällekkäin pinotuista kaksipuolisista levyistä. Niissä voi olla niin monta levyä kuin tarvitaan, mutta pisin valmistettu levy oli 129 kerrosta paksu. Niissä on tyypillisesti 4–12 kerrosta. Epätavalliset määrät voivat kuitenkin johtaa ongelmiin, kuten vääntymiseen tai kiertymiseen juottamisen jälkeen.
Monikerroksisen levyn alustakerroksissa on johtava metalli molemmilla puolilla. Jokainen levy on liitetty toisiinsa erikoisliimalla ja eristemateriaalilla. Monikerroksisissa levyissä on juotosmaskit reunoilla.
Monikerroksisen piirilevyn edut
1. Monimutkaiset projektit
Monimutkaiset laitteet, jotka ovat riippuvaisia lisäkomponenteista ja piireistä, tarvitsevat yleensä monikerroksisen piirilevyn. Voit laajentaa piirilevyä lisäkerrosintegraatioilla. Tämä tekee siitä sopivan lisäpiireille, joissa on ylimääräisiä liitäntöjä, jotka eivät muuten mahdu vakiopiirilevylle.
2. Kestävämpi
Lisäkerrokset lisäävät levyn paksuutta, mikä tekee siitä kestävän. Tämä varmistaa pitkäikäisyyden ja antaa sen selvitä odottamattomista tapahtumista, kuten putoamisista.
3. Yhteys
Useat komponentit tarvitsevat yleensä useamman kuin yhden liitäntäpisteen. Tässä tapauksessa monikerroksinen piirilevy tarvitsee vain yhden liitäntäpisteen. Kaiken kaikkiaan tämä etu edistää laitteen yksinkertaista suunnittelua ja kevyitä ominaisuuksia.
4. Enemmän tehoa
Tiheyden lisääminen monikerroksiseen piirilevyyn tekee siitä käytännöllisen virtaa kuluttaville laitteille. Yleensä tämä tarkoittaa, että se voi toimia nopeammin ja tehokkaammin. Suurempi kapasiteetti tekee siitä sopivan tehokkaille laitteille.
Monikerroksisen piirilevyn haitat
1. Kalliimpi
Monikerroksisen piirilevyn hinta on odotettavissa korkeampi, koska se vaatii lisää materiaaleja, asiantuntemusta ja kehitysaikaa. Tästä syystä monikerroksisen komponentin käyttö on hintaa edullisempaa.
2. Pitkä toimitusaika
Monikerroksisten levyjen kehittäminen kestää kauemmin. Tämä johtuu olennaisista osista, jotka on lukittava, jotta jokainen kerros muodostaa erillisen levyn. Jokainen näistä prosesseista vaikuttaa kokonaisvalmistusaikaan.
3. Korjaukset voivat olla monimutkaisia
Jos monikerroksisessa piirilevyssä on ongelmia, sitä voi olla vaikea korjata. Joitakin sisäkerroksia ei välttämättä voida nähdä ulkopuolelta, mikä vaikeuttaa komponenttien tai fyysisten piirilevyjen vaurioiden syyn paikantamista. Lisäksi on otettava huomioon piirilevyllä olevien integroitujen komponenttien määrä, koska se vaikeuttaa korjaamista.
Ero: Yksikerroksinen piirilevy vs. monikerroksinen piirilevy
1. Valmistusprosessi
Yksikerroksisen piirilevyn valmistusprosessi on pitkä. Tyypillisesti siinä käytetään useitaCNC-työstöprosessit levyn valmistamiseksi. Koko prosessiin kuuluvat leikkaus-poraus-grafiikan sijoittelu-etsaus-juotosmaski ja tulostus.
Tämän jälkeen se pintakäsitellään ennen testausta, tarkastusta ja pakkaamista kuljetusta varten.
Monikerroksiset piirilevyt puolestaan valmistetaan erityisellä prosessilla. Siinä prepreg- ja perusmateriaalikerrokset asetetaan päällekkäin korkean paineen ja lämpötilan avulla. Tämä varmistaa, ettei kerrosten väliin jää ilmaa. Lisäksi se tarkoittaa, että hartsi peittää johtimet ja kerrosten yhteen kiinnittävä liima sulaa ja kovettuu oikein.
2. Materiaali
Yksi- ja monikerroksiset piirilevyt valmistetaan metallista, FR-4:stä, CEM:stä, teflonista ja polyimidimateriaaleista. Silti kupari on yleisin valinta.
3. Kustannukset
Kaiken kaikkiaan yksikerroksinen piirilevy on halvempi kuin monikerroksinen piirilevy. Tämä johtuu pääasiassa käytetyistä materiaaleista, tuotantoajasta ja asiantuntemuksesta. Hintaan voivat vaikuttaa myös muut tekijät, kuten koko, laminointi, toimitusaika jne.
4. Hakemus
Yleensä yksikerroksisia piirilevyjä käytetään yksinkertaisissa laitteissa, kun taas monikerroksiset piirilevyt soveltuvat paremmin edistyneeseen teknologiaan, kuten älypuhelimiin.
Yksikerroksisten vai monikerroksisten piirilevyjen tarpeen määrittäminen
Olisi hyödyllistä selvittää, tarvitaanko projektiisi monikerroksisia vai yksikerroksisia piirilevyjä. Mieti sitten, minkä tyyppinen projekti sinulla on ja mikä sopii parhaiten. Tässä on viisi kysymystä, jotka sinun tulisi kysyä itseltäsi:
1. Minkä tason toimintoja tarvitsen? Saatat tarvita useampia kerroksia, jos se on monimutkaisempi.
2. Mikä on levyn enimmäiskoko? Monikerroksiset levyt mahdollistavat enemmän toimintoja pienemmässä tilassa.
3. Arvostatko kestävyyttä? Monikerroksinen on paras vaihtoehto, jos kestävyys on etusijalla.
4. Kuinka paljon minun on käytettävä rahaa? Yksikerroksiset levyt sopivat parhaiten alle 500 dollarin budjeteille.
5. Mikä on piirilevyjen toimitusaika? Yksikerroksisten piirilevyjen toimitusaika on lyhyempi kuin monikerroksisten piirilevyjen.
Muita teknisiä kysymyksiä, kuten toimintataajuus, tiheys ja signaalikerrokset, on käsiteltävä. Nämä kysymykset määräävät, tarvitsetko piirilevyn, jossa on yksi, kolme, neljä vai useampi kerros.
Julkaisun aika: 14. helmikuuta 2023