PCB một lớp so với PCB nhiều lớp – Ưu điểm, nhược điểm, thiết kế và quy trình sản xuất.
Trướcthiết kế một bảng mạch in, bạn phải quyết định xem nên sử dụng PCB một lớp hay nhiều lớp. Cả hai loại thiết kế đều được sử dụng trong nhiều thiết bị hàng ngày. Loại dự án bạn đang sử dụng bo mạch sẽ quyết định loại nào phù hợp nhất với bạn. Bo mạch nhiều lớp phổ biến hơn cho các thiết bị phức tạp, trong khi bo mạch một lớp có thể được sử dụng cho các thiết bị đơn giản hơn. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu được sự khác biệt và chọn đúng loại cho dự án của mình.
Dựa trên tên của các PCB này, bạn có thể đoán được sự khác biệt. Một bo mạch một lớp có một lớp vật liệu nền (còn được gọi là chất nền), trong khi các bo mạch nhiều lớp chứa nhiều lớp. Khi xem xét kỹ, bạn sẽ nhận thấy nhiều điểm khác biệt trong cách các bo mạch này được cấu tạo và hoạt động.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về hai loại PCB này, hãy tiếp tục đọc!
PCB một lớp là gì?
Bo mạch một mặt còn được gọi là bo mạch một mặt. Chúng có các thành phần ở một mặt và một mẫu dẫn điện ở mặt còn lại. Các bo mạch này có một lớp vật liệu dẫn điện (thường là đồng). Một bo mạch một lớp bao gồm một chất nền, các lớp kim loại dẫn điện, một lớp hàn bảo vệ và một màn hình lụa. Bo mạch một lớp được tìm thấy trong nhiều thiết bị điện tử đơn giản hơn.
Ưu điểm của PCB một lớp
1. Không tốn kém
Nhìn chung, PCB một lớp ít tốn kém hơn do thiết kế đơn giản của nó. Đó là vì nó có thể được phát triển theo cách tiết kiệm thời gian mà không cần dựa vào một số lượng lớnVật liệu PCB. Thêm vào đó, nó không đòi hỏi nhiều kiến thức.
2. Sản xuất nhanh chóng
Với thiết kế đơn giản và ít phụ thuộc vào tài nguyên, PCB một lớp có thể được sản xuất trong thời gian ngắn! Tất nhiên, đó là một lợi thế lớn, đặc biệt là nếu bạn cần PCB càng sớm càng tốt.
3. Dễ sản xuất
PCB một lớp phổ biến có thể được thiết kế mà không gặp khó khăn về mặt kỹ thuật. Đó là vì nó cung cấp quy trình thiết kế đơn giản để các nhà sản xuất và chuyên gia có thể sản xuất mà không gặp vấn đề gì.
4. Bạn có thể đặt hàng số lượng lớn
Vì quy trình phát triển dễ dàng, bạn có thể đặt hàng nhiều loại PCB này cùng một lúc. Bạn thậm chí có thể mong đợi chi phí cho mỗi bo mạch giảm nếu bạn đặt hàng số lượng lớn.
Nhược điểm của PCB một lớp
1. Tốc độ và dung lượng hạn chế
Các bo mạch này cung cấp các tùy chọn kết nối tối thiểu. Điều đó có nghĩa là công suất và tốc độ tổng thể sẽ giảm. Ngoài ra, khả năng hoạt động cũng giảm do thiết kế của nó. Mạch có thể không hoạt động cho các ứng dụng công suất cao.
2. Nó không cung cấp nhiều không gian
Các thiết bị phức tạp sẽ không được hưởng lợi từ một bảng mạch một lớp. Đó là vì nó cung cấp rất ít không gian choLinh kiện SMDvà kết nối. Các dây tiếp xúc với nhau sẽ khiến bo mạch hoạt động không đúng cách. Biện pháp tốt nhất là đảm bảo rằng bo mạch cung cấp đủ không gian cho mọi thứ.
3. Lớn hơn và nặng hơn
Bạn sẽ cần làm cho bảng lớn hơn để cung cấp thêm khả năng cho nhiều mục đích vận hành khác nhau. Tuy nhiên, làm như vậy cũng sẽ làm tăng trọng lượng của sản phẩm.
Ứng dụng của PCB một lớp
Do chi phí sản xuất thấp nên bảng một mặt được ưa chuộng trong nhiều thiết bị gia dụng vàđiện tử tiêu dùng. Chúng phổ biến cho các thiết bị có thể lưu trữ ít dữ liệu. Một số ví dụ bao gồm:
● Máy pha cà phê
● Đèn LED
● Máy tính
● Đài phát thanh
● Nguồn điện
● Các loại cảm biến khác nhau
● Ổ đĩa thể rắn (SSD)
PCB nhiều lớp là gì?
PCB nhiều lớp bao gồm nhiều bảng mạch hai mặt xếp chồng lên nhau. Chúng có thể có nhiều bảng mạch tùy theo nhu cầu, nhưng bảng mạch dài nhất được làm có độ dày 129 lớp. Chúng thường có từ 4 đến 12 lớp. Tuy nhiên, số lượng bất thường có thể dẫn đến các vấn đề như cong vênh hoặc xoắn sau khi hàn.
Các lớp nền của một bo mạch nhiều lớp có một kim loại dẫn điện ở mỗi mặt. Mỗi bo mạch được ghép nối bằng một chất kết dính chuyên dụng và một vật liệu cách điện. Các bo mạch nhiều lớp có mặt nạ hàn ở các cạnh.
Ưu điểm của PCB nhiều lớp
1. Dự án phức tạp
Các thiết bị phức tạp dựa trên các thành phần và mạch bổ sung thường cần PCB nhiều lớp. Bạn có thể mở rộng bo mạch thông qua tích hợp lớp bổ sung. Điều này làm cho nó phù hợp với các mạch bổ sung có các kết nối bổ sung, nếu không sẽ không vừa với bo mạch tiêu chuẩn.
2. Bền hơn
Các lớp bổ sung làm tăng độ dày của tấm ván, giúp nó bền hơn. Điều này sẽ đảm bảo độ bền và cho phép nó tồn tại trong những sự kiện bất ngờ, bao gồm cả việc rơi.
3. Kết nối
Một số thành phần thường cần nhiều hơn một điểm kết nối. Trong trường hợp này, PCB nhiều lớp chỉ cần một điểm kết nối riêng lẻ. Nhìn chung, lợi thế này góp phần vào thiết kế đơn giản và các tính năng nhẹ của thiết bị.
4. Nhiều quyền lực hơn
Việc tăng thêm mật độ cho PCB nhiều lớp giúp nó thực tế hơn đối với các thiết bị sử dụng nhiều điện năng. Nói chung, điều này có nghĩa là nó có thể hoạt động nhanh hơn và hiệu quả hơn. Công suất tăng lên giúp nó phù hợp với các thiết bị mạnh mẽ.
Nhược điểm của PCB nhiều lớp
1. Đắt hơn
Bạn có thể phải trả nhiều tiền hơn với một bảng mạch nhiều lớp vì nó đòi hỏi thêm vật liệu, chuyên môn và thời gian để phát triển. Vì lý do này, bạn nên đảm bảo rằng việc sử dụng một thành phần nhiều lớp có lợi hơn so với giá cả.
2. Thời gian chờ đợi lâu
Các tấm ván nhiều lớp sẽ mất nhiều thời gian hơn để phát triển. Điều này là do các bộ phận thiết yếu cần được khóa để mỗi lớp tạo thành một tấm ván riêng biệt. Mỗi quy trình này đều góp phần vào thời gian hoàn thành chung.
3. Việc sửa chữa có thể phức tạp
Nếu PCB nhiều lớp gặp sự cố, thì có thể khó sửa chữa. Một số lớp bên trong có thể không nhìn thấy được từ bên ngoài, khiến việc xác định nguyên nhân gây ra hư hỏng linh kiện hoặc bo mạch vật lý trở nên khó khăn hơn. Thêm vào đó, bạn sẽ cần cân nhắc đến số lượng linh kiện tích hợp trên bo mạch vì điều này khiến việc sửa chữa trở nên khó khăn hơn.
Sự khác biệt: PCB một lớp so với PCB nhiều lớp
1. Quy trình sản xuất
Một PCB một lớp trải qua một quá trình sản xuất dài. Thông thường, nó liên quan đến việc sử dụng nhiềuGia công CNCcác quy trình để tạo ra bảng mạch. Toàn bộ quy trình bao gồm cắt-khoan-đặt đồ họa-khắc-mặt nạ hàn và in.
Sau đó, sản phẩm được xử lý bề mặt trước khi được thử nghiệm, kiểm tra và đóng gói để vận chuyển.
Trong khi đó, PCB nhiều lớp được tạo ra thông qua một quy trình đặc biệt. Quy trình này bao gồm việc phủ lớp vật liệu prepreg và lớp vật liệu nền lên nhau thông qua áp suất và nhiệt độ cao. Điều này đảm bảo rằng không khí sẽ không bị kẹt giữa mỗi lớp. Ngoài ra, điều này có nghĩa là nhựa sẽ bao phủ các dây dẫn và chất kết dính cố định từng lớp lại với nhau sẽ tan chảy và đóng rắn đúng cách.
2. Vật liệu
PCB một lớp và nhiều lớp được sản xuất bằng vật liệu kim loại, FR-4, CEM, Teflon và polyimide. Ngay cả khi đó, đồng vẫn là lựa chọn phổ biến nhất.
3. Chi phí
Nhìn chung, PCB một lớp có chi phí thấp hơn PCB nhiều lớp. Chủ yếu là do vật liệu sử dụng, thời gian sản xuất và chuyên môn. Các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến giá, bao gồm kích thước, cán mỏng, thời gian hoàn thành, v.v.
4. Ứng dụng
Nhìn chung, PCB một lớp được sử dụng cho các thiết bị đơn giản, trong khi PCB nhiều lớp được sử dụng nhiều hơn cho công nghệ tiên tiến, chẳng hạn như điện thoại thông minh.
Quyết định xem bạn cần PCB một lớp hay nhiều lớp
Sẽ hữu ích nếu bạn xác định xem bảng mạch in nhiều lớp hay một lớp là cần thiết cho dự án của mình. Sau đó, hãy xem xét loại dự án bạn có và loại nào phù hợp nhất. Đây là năm câu hỏi bạn nên tự hỏi mình:
1. Tôi sẽ yêu cầu mức chức năng nào? Bạn có thể cần nhiều lớp hơn nếu nó phức tạp hơn.
2. Kích thước bảng tối đa là bao nhiêu? Bảng nhiều lớp cho phép có nhiều chức năng hơn trong một diện tích nhỏ hơn.
3. Bạn có coi trọng độ bền không? Nhiều lớp là lựa chọn tốt nhất nếu độ bền là ưu tiên hàng đầu.
4. Tôi phải chi bao nhiêu? Bảng một lớp phù hợp nhất với ngân sách dưới 500 đô la.
5. Thời gian hoàn thành đối với PCB là bao lâu? Thời gian hoàn thành đối với bảng mạch in một lớp ngắn hơn so với bảng mạch in nhiều lớp.
Các câu hỏi kỹ thuật khác, chẳng hạn như tần số hoạt động, mật độ và lớp tín hiệu, sẽ cần được giải quyết. Những câu hỏi này sẽ xác định xem bạn có cần bo mạch có một, ba, bốn hay nhiều lớp không.
Thời gian đăng: 14-02-2023