ელექტრო ინჟინრები ხშირად განიცდიან ფენების ოპტიმალური რაოდენობის განსაზღვრის დილემასPCB დიზაინი. უმჯობესია გამოიყენოთ მეტი ფენა ან ნაკლები ფენა? როგორ მიიღებთ გადაწყვეტილებას PCB- სთვის ფენების რაოდენობის შესახებ?
1. რას ნიშნავს PCB ფენა?
PCB- ის ფენები ეხება სპილენძის ფენებს, რომლებიც ლამინირებულიასუბსტრატი. გარდაერთ ფენის PCBრომლებსაც აქვთ მხოლოდ ერთი სპილენძის ფენა, ყველა PCB- ს, რომელსაც აქვს ორი ან მეტი ფენა, აქვს ფენის თანაბარი რაოდენობა. კომპონენტები გადახურულია უკიდურეს ფენაზე, ხოლო სხვა ფენები ემსახურება როგორც გაყვანილობის კავშირებს. ამასთან, ზოგიერთი მაღალი დონის PCB ასევე შედის კომპონენტები შიდა ფენებში.
PCB გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიის სხვადასხვა ელექტრონული მოწყობილობებისა და აპარატების დასამზადებლად, მაგალითადსამომხმარებლო ელექტრონიკა, საავტომობილო,ტელეკომუნიკაცია, კოსმოსური, სამხედრო და სამედიცინო
მრეწველობა. კონკრეტული დაფის ფენებისა და ზომის რაოდენობა განსაზღვრავს ენერგიას დაუნარიPCB. როგორც იზრდება ფენების რაოდენობა, ასევე ხდება ფუნქციონირება.
2. როგორ უნდა განსაზღვროთ PCB ფენების რაოდენობა?
PCB– სთვის ფენების სათანადო რაოდენობის გადაწყვეტისას, მნიშვნელოვანია გაითვალისწინოთ გამოყენების სარგებელიმრავალი ფენაერთჯერადი ან ორმაგი ფენების წინააღმდეგ. ამავდროულად, ასევე აუცილებელია განვიხილოთ ერთი ფენის დიზაინის გამოყენების უპირატესობები, მრავალმხრივი დიზაინის მიმართ. ეს ფაქტორები შეიძლება შეფასდეს შემდეგი ხუთი პერსპექტივიდან:
2-1. სად იქნება გამოყენებული PCB?
PCB დაფის სპეციფიკაციების დადგენისას, გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს განვიხილოთ ის სავარაუდო მანქანა ან აღჭურვილობა, რომელშიც გამოყენებული იქნება PCB, ასევე ამგვარი აღჭურვილობის სპეციფიკური მიკროსქემის მოთხოვნები. ეს მოიცავს იმის იდენტიფიცირებას, გამოიყენებს თუ არა PCB დაფა დახვეწილ და
რთული ელექტრონული პროდუქტები, ან უფრო მარტივი პროდუქტები, რომელთაც აქვთ ძირითადი ფუნქციონირება.
2-2. რა სამუშაო სიხშირეა საჭირო PCB- სთვის?
სამუშაო სიხშირის საკითხი გასათვალისწინებელია PCB– ის დიზაინის დროს, რადგან ეს პარამეტრი განსაზღვრავს PCB– ის ფუნქციონირებას და შესაძლებლობებს. უფრო მაღალი სიჩქარისა და ოპერაციული შესაძლებლობებისთვის, მრავალ ფენის PCB აუცილებელია.
2-3.რა არის პროექტის ბიუჯეტი?
გასათვალისწინებელია სხვა ფაქტორები
და ორმაგი ფენის PCB– ები მრავალ ფენის PCB– ების წინააღმდეგ. თუ გსურთ PCB რაც შეიძლება მაღალი სიმძლავრით, ღირებულება გარდაუვალი იქნება შედარებით მაღალი.
ზოგი ადამიანი იკითხავს PCB- ში ფენების რაოდენობასა და მის ფასს შორის ურთიერთობის შესახებ. საერთოდ, რაც უფრო მეტი ფენა აქვს PCB, მით უფრო მაღალია მისი ფასი. ეს იმიტომ ხდება, რომ დიზაინი დაწარმოებამრავალ ფენიანი PCB უფრო მეტხანს სჭირდება და, შესაბამისად, მეტი ღირს. ქვემოთ მოცემულ გრაფიკში მოცემულია მრავალ ფენის PCB– ების საშუალო ღირებულება სამი სხვადასხვა მწარმოებლისთვის შემდეგი პირობებით:
PCB შეკვეთის რაოდენობა: 100;
PCB ზომა: 400 მმ x 200 მმ;
ფენების რაოდენობა: 2, 4, 6, 8, 10.
გრაფიკი აჩვენებს PCB– ების საშუალო ფასს სამი სხვადასხვა კომპანიისგან, არ არის გადაზიდვის ხარჯები. PCB– ის ღირებულება შეიძლება შეფასდეს PCB ციტირების ვებსაიტების გამოყენებით, რაც საშუალებას გაძლევთ აირჩიოთ სხვადასხვა პარამეტრები, როგორიცაა დირიჟორის ტიპი, ზომა, რაოდენობა და ფენების რაოდენობა. ეს სქემა მხოლოდ ზოგადი იდეაა PCB საშუალო ფასების შესახებ სამი მწარმოებლისგან, ხოლო ფასები შეიძლება განსხვავდებოდეს ფენების რაოდენობის მიხედვით. გადაზიდვის ხარჯები არ შედის. ეფექტური კალკულატორები ხელმისაწვდომია ონლაინ რეჟიმში, თავად მწარმოებლების მიერ, რათა მომხმარებლებმა შეაფასონ ბეჭდური სქემების ღირებულება სხვადასხვა პარამეტრის საფუძველზე, როგორიცაა დირიჟორის ტიპი, ზომა, რაოდენობა, ფენების რაოდენობა, საიზოლაციო მასალები, სისქე და ა.შ.
2-4. რა არის PCB- სთვის მიწოდების საჭირო დრო?
მიწოდების დრო ეხება იმ დროს, რაც საჭიროა ერთჯერადი/ორმაგი/მრავალმხრივი PCB- ის წარმოებისთვის და მიწოდებისთვის. როდესაც თქვენ უნდა შექმნათ დიდი რაოდენობით PCB,მიწოდების დრომხედველობაში უნდა იქნას მიღებული. ერთჯერადი/ორმაგი/მულტილაიერი PCB- ების მიწოდების დრო განსხვავდება და დამოკიდებულია PCB ფართობის ზომაზე. რა თქმა უნდა, თუ გსურთ მეტი თანხის დახარჯვა, მიწოდების დრო შეიძლება შემცირდეს.
2-5. რა სიმკვრივე და სიგნალის ფენა მოითხოვს PCB?
PCB- ში ფენების რაოდენობა დამოკიდებულია პინის სიმკვრივისა და სიგნალის ფენებზე. მაგალითად, 1.0 -ის პინების სიმკვრივე მოითხოვს 2 სიგნალის ფენას, და როგორც პინების სიმკვრივე მცირდება, საჭირო ფენების რაოდენობა გაიზრდება. თუ PIN სიმკვრივე არის 0.2 ან ნაკლები, საჭიროა PCB– ის მინიმუმ 10 ფენა.
3. სხვადასხვა PCB ფენების შემთხვევები-ერთჯერადი ფენის/ორმაგი ფენის/მრავალ ფენა.
3-1. ერთ ფენის PCB
ერთ ფენის PCB- ის მშენებლობა მარტივია, რომელიც შედგება ელექტრული გამტარ მასალის დაჭერით და შედუღებული ფენების ერთი ფენისგან. პირველი ფენა დაფარულია სპილენძის ჩაცმული ფირფიტით, შემდეგ კი გამოიყენება solder-რეზისტენტული ფენა. ერთ ფენის PCB- ის დიაგრამა ჩვეულებრივ აჩვენებს სამ ფერთა ზოლს, რომ წარმოადგენდეს ფენას და მის ორ საფარიან ფენას-რუხი თავად დიელექტრიკული ფენისთვის, ყავისფერი სპილენძის ჩაცმული ფირფიტისთვის, ხოლო მწვანე გამჭვირვალე ფენისთვის.
უპირატესობები:
● წარმოების დაბალი ღირებულება, განსაკუთრებით სამომხმარებლო ელექტრონიკის წარმოებისთვის, რომელსაც აქვს უფრო მაღალი ხარჯების ეფექტურობა.
● კომპონენტების შეკრება, ბურღვა, შედუღება და ინსტალაცია შედარებით მარტივია დაწარმოების პროცესინაკლებად სავარაუდოა, რომ პრობლემებს წააწყდება.
● ეკონომიკური და შესაფერისი მასობრივი წარმოებისთვის.
● იდეალური არჩევანი დაბალი სიმკვრივის დიზაინისთვის.
პროგრამები:
● ძირითადი კალკულატორები იყენებენ ერთ ფენის PCB- ს.
● რადიოები, როგორიცაა დაბალი ფასიანი რადიო მაღვიძარა ზოგადი საქონლის მაღაზიებში, ჩვეულებრივ იყენებენ ერთ ფენის PCB- ს.
● ყავის აპარატები ხშირად იყენებენ ერთ ფენის PCB- ს.
● ზოგიერთი საყოფაცხოვრებო ტექნიკა იყენებს ერთ ფენის PCB- ს.
3-2. ორმაგი ფენის PCB
ორმაგი ფენის PCB– ს აქვს სპილენძის მოოქროვილი ორი ფენა, რომელთა საიზოლაციო ფენაა.კომპონენტებიმოთავსებულია დაფის ორივე მხარეს, რის გამოც მას ასევე უწოდებენ ორმაგი ცალმხრივი PCB. ისინი წარმოიქმნება სპილენძის ორი ფენის დაკავშირება დიელექტრიკულ მასალასთან ერთად, ხოლო სპილენძის თითოეულ მხარეს შეუძლია გადასცეს სხვადასხვა ელექტრული სიგნალი. ისინი შესაფერისია პროგრამებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ მაღალ სიჩქარეს და კომპაქტურ შეფუთვას.
ელექტრო სიგნალები გადის სპილენძის ორ ფენას შორის, ხოლო მათ შორის დიელექტრიკული მასალა ხელს უწყობს ამ სიგნალების ერთმანეთთან ჩარევას. ორმაგი ფენის PCB წარმოების ყველაზე გავრცელებული და ეკონომიური მიკროსქემის დაფაა.
ორმაგი ფენის PCB– ები მსგავსია ერთ ფენის PCB– ებთან, მაგრამ აქვთ ინვერსიული სარკისებული ქვედა ნახევარი. ორმაგი ფენის PCB– ების გამოყენებისას, დიელექტრიკული ფენა უფრო სქელია, ვიდრე ერთ ფენის PCB– ები. გარდა ამისა, არსებობს სპილენძის მოოქროვილი დიელექტრიკული მასალის ზედა და ქვედა მხარეზე. გარდა ამისა, ლამინირებული დაფის ზედა და ქვედა ნაწილში დაფარულია გამაძლიერებელი რეზისტენტული ფენით.
ორმაგი ფენის PCB- ის დიაგრამა ჩვეულებრივ ჰგავს სამ ფენის სენდვიჩს, შუაში სქელი ნაცრისფერი ფენა წარმოადგენს ზედა და ქვედა ფენებზე დიელექტრიკულ, ყავისფერ ზოლებს, რომლებიც წარმოადგენენ სპილენძს, ხოლო თხელი მწვანე ზოლები ზედა და ქვედა ნაწილზე, რომლებიც წარმოადგენენ გამაძლიერებელ რეზისტენტულ ფენას.
უპირატესობები:
● მოქნილი დიზაინი მას მრავალფეროვან მოწყობილობებისთვის შესაფერისი ხდის.
● დაბალი ფასიანი სტრუქტურა, რაც მას მასობრივი წარმოებისთვის მოსახერხებელია.
● მარტივი დიზაინი.
● მცირე ზომის შესაფერისი სხვადასხვა აღჭურვილობისთვის.
პროგრამები:
ორმაგი ფენის PCB შესაფერისია მარტივი და რთული ელექტრონული მოწყობილობების ფართო სპექტრისთვის. მასობრივი წარმოებული აღჭურვილობის მაგალითები, რომლებიც შეიცავს ორმაგი ფენის PCB- ს, მოიცავს:
● HVAC ერთეულები, საცხოვრებელი გათბობისა და გაგრილების სისტემები სხვადასხვა ბრენდიდან მოიცავს ორმაგი ფენის ბეჭდური მიკროსქემის დაფებს.
● გამაძლიერებლები, ორმაგი ფენის PCB აღჭურვილია გამაძლიერებლის ერთეულებით, რომელსაც მრავალი მუსიკოსი იყენებს.
● პრინტერები, სხვადასხვა კომპიუტერული პერიფერიული პირები ეყრდნობიან ორმაგ ფენაზე PCB- ს.
3-3. ოთხი ფენის PCB
4 ფენის PCB არის დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა, რომელსაც აქვს ოთხი გამტარ ფენა: ზედა, ორი შიდა ფენა და ქვედა. ორივე შიდა ფენა არის ბირთვი, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც ძალა ან მიწის თვითმფრინავი, ხოლო გარე ზედა და ქვედა ფენები გამოიყენება კომპონენტების და მარშრუტიზაციის სიგნალების განთავსებისთვის.
გარე ფენები, როგორც წესი, დაფარულია გამაძლიერებელი რეზისტენტული ფენით დაუცველი ბალიშებით, რათა უზრუნველყოს ზედაპირზე დამონტაჟებული მოწყობილობებისა და ხვრელის კომპონენტების დასაკავშირებლად განლაგების წერტილები. ხვრელები, როგორც წესი, გამოიყენება ოთხ ფენას შორის კავშირების უზრუნველსაყოფად, რომლებიც ერთად ლამინირებულია დაფის შესაქმნელად.
აქ მოცემულია ამ ფენების ავარია:
- ფენა 1: ქვედა ფენა, ჩვეულებრივ, სპილენძისგან. იგი ემსახურება როგორც მთელი მიკროსქემის დაფის საფუძველს, რაც უზრუნველყოფს სხვა ფენებს.
- ფენა 2: დენის ფენა. იგი ასახელებს ამ გზით, რადგან ის უზრუნველყოფს სუფთა და სტაბილურ ძალას მიკროსქემის დაფაზე ყველა კომპონენტზე.
- ფენა 3: გრუნტის თვითმფრინავის ფენა, რომელიც ემსახურება როგორც მიწის ნაკვეთს ყველა კომპონენტისთვის, მიკროსქემის დაფაზე.
- ფენა 4: ზედა ფენა, რომელიც გამოიყენება სიგნალების მარშრუტისთვის და კომპონენტებისთვის კავშირის წერტილების მიწოდებისთვის.
4 ფენის PCB დიზაინით, 4 სპილენძის კვალი გამოყოფილია შიდა დიელექტრიკის 3 ფენით და დალუქულია ზედა და ქვედა ნაწილში, გამაძლიერებელი რეზისტენტული ფენებით. როგორც წესი, 4 ფენის PCB- ს დიზაინის წესები ნაჩვენებია 9 კვალის და 3 ფერის გამოყენებით - ყავისფერი სპილენძისთვის, ნაცრისფერი ბირთვისთვის და პრეპრეგისთვის, ხოლო გამწვანების გამწვანებისთვის.
უპირატესობები:
● გამძლეობა-ოთხი ფენის PCB უფრო მძლავრია, ვიდრე ერთ ფენის და ორმაგი ფენის დაფები.
● კომპაქტური ზომა - ოთხი ფენის PCB– ების მცირე დიზაინი შეიძლება მოერგოს მოწყობილობების ფართო სპექტრს.
● მოქნილობა - ოთხი ფენის PCB- ს შეუძლია იმუშაოს ელექტრონული მოწყობილობების მრავალ ტიპში, მათ შორის მარტივი და რთული.
● უსაფრთხოება - ელექტროენერგიისა და მიწის ფენების სწორად გასწორებით, ოთხი ფენის PCB- ს შეუძლია დაიცვან ელექტრომაგნიტური ჩარევა.
● მსუბუქი წონა - ოთხი ფენიანი PCB- ით აღჭურვილი მოწყობილობები მოითხოვს ნაკლებად შიდა გაყვანილობას, ამიტომ ისინი, როგორც წესი, უფრო მსუბუქია წონაში.
პროგრამები:
● სატელიტური სისტემები - მრავალ ფენიანი PCB აღჭურვილია ორბიტაზე სატელიტებში.
● ხელსაწყო მოწყობილობები - სმარტფონები და ტაბლეტები, როგორც წესი, აღჭურვილია ოთხი ფენის PCB- ით.
● კოსმოსური საძიებო მოწყობილობები - მრავალ ფენის ბეჭდური მიკროსქემის დაფები უზრუნველყოფს ენერგიას კოსმოსური საძიებო მოწყობილობებისთვის.
3-4. 6 ფენა PCB
6 ფენის PCB არსებითად არის 4 ფენის დაფა, რომელსაც თვითმფრინავებს შორის დამატებულია ორი დამატებითი სიგნალის ფენა. სტანდარტული 6 ფენის PCB Stackup მოიცავს 4 მარშრუტიზაციის ფენას (ორი გარე და ორი შინაგანი) და 2 შიდა თვითმფრინავი (ერთი მიწის ნაკვეთისთვის და ერთი ენერგიისთვის).
მაღალი სიჩქარით სიგნალებისთვის 2 შიდა ფენის უზრუნველყოფა და დაბალი სიჩქარის სიგნალებისთვის 2 გარე ფენა მნიშვნელოვნად აძლიერებს EMI (ელექტრომაგნიტური ჩარევა). EMI არის სიგნალების ენერგია ელექტრონულ მოწყობილობებში, რომლებიც დარღვეულია რადიაციით ან ინდუქციით.
არსებობს სხვადასხვა ღონისძიებები 6 ფენის PCB- ის დასტის დასადგენად, მაგრამ გამოყენებული ენერგიის, სიგნალის და მიწის ფენების რაოდენობა დამოკიდებულია განაცხადის მოთხოვნებზე.
სტანდარტული 6-ფენაPCB Stackupმოყვება ზედა ფენა - PREPREG - შიდა მიწის ფენა - ბირთვი - შიდა მარშრუტიზაციის ფენა - PREPREG - შიდა მარშრუტიზაციის ფენა - ბირთვი - შიდა ენერგიის ფენა - PREPREG - ქვედა ფენა.
მიუხედავად იმისა, რომ ეს სტანდარტული კონფიგურაციაა, ის შეიძლება არ იყოს შესაფერისი PCB– ის ყველა დიზაინისთვის, და შეიძლება საჭირო გახდეს ფენების გადაკეთება ან უფრო სპეციფიკური ფენები. ამასთან, გაყვანილობის ეფექტურობა და Crosstalk– ის მინიმიზაცია უნდა განიხილებოდეს მათი განთავსებისას.
უპირატესობები:
● სიძლიერე - ექვსი ფენის PCB უფრო სქელია, ვიდრე მათი თხელი წინამორბედები და, შესაბამისად, უფრო ძლიერი.
● კომპაქტურობა - ამ სისქის ექვსი ფენის მქონე დაფებს უფრო მეტი ტექნიკური შესაძლებლობები აქვთ და შეიძლება უფრო ნაკლები სიგანე მოიხმარონ.
● მაღალი სიმძლავრე - ექვსი ფენის ან მეტი PCB უზრუნველყოფს ოპტიმალურ ძალას ელექტრონული მოწყობილობებისთვის და მნიშვნელოვნად ამცირებს ჯვარედინი და ელექტრომაგნიტური ჩარევის შესაძლებლობას.
პროგრამები:
● კომპიუტერები - 6 -ფენის PCB– მა ხელი შეუწყო პერსონალური კომპიუტერების სწრაფი განვითარებას, მათ უფრო კომპაქტურ, მსუბუქად და უფრო სწრაფად.
● მონაცემთა შენახვა - ექვსი ფენის PCB– ების მაღალმა სიმძლავრემ ბოლო ათწლეულის განმავლობაში მონაცემთა შენახვის მოწყობილობები უფრო უხვად აქცია.
● ხანძრის განგაშის სისტემები - 6 ან მეტი წრიული დაფის გამოყენებით, განგაშის სისტემები უფრო ზუსტი ხდება რეალური საფრთხის გამოვლენის მომენტში.
იმის გამო, რომ დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა ფენების რაოდენობა იზრდება მეოთხე და მეექვსე ფენის მიღმა, უფრო გამტარ სპილენძის ფენები და დიელექტრიკული მასალის ფენები ემატება დასტუმპს.
მაგალითად, რვა ფენის PCB შეიცავს ოთხ თვითმფრინავს და ოთხ სიგნალის სპილენძის ფენას - ჯამში რვა - დაკავშირებულია დიელექტრიკული მასალის შვიდი რიგით. რვა ფენიანი დასტის დალუქულია დიელექტრიკული solder ნიღბის ფენებით ზედა და ქვედა ნაწილზე. არსებითად, რვა ფენის PCB Stackup მსგავსია ექვსი ფენის, მაგრამ დამატებით წყვილი სპილენძის და პრეპრეგის სვეტით.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
2023-6-17
პოსტის დრო: ივნ -26-2023
