単層 PCB と多層 PCB – 利点、欠点、設計および製造プロセス。
前プリント回路基板の設計、単層 PCB と多層 PCB のどちらを使用するかを決定する必要があります。どちらのタイプのデザインも、多くの日常的なデバイスで使用されています。ボードを使用しているプロジェクトの種類によって、どれが最適かが決まります。複雑なデバイスには多層基板が一般的ですが、より単純なデバイスには単層基板を使用できます。この記事は、違いを理解し、プロジェクトに適したタイプを選択するのに役立ちます。
これらの PCB の名前に基づいて、おそらく違いが何であるかを推測できます。単層基板には 1 層の基材 (基板とも呼ばれます) があり、多層基板には複数の層が含まれています。それらを詳しく調べると、これらのボードの構成と機能に多くの違いがあることに気付くでしょう。
これら 2 種類の PCB について詳しく知りたい場合は、このまま読み進めてください!
単層基板とは?
片面ボードは、片面ボードとも呼ばれます。片面にコンポーネントがあり、もう片面に導体パターンがあります。これらのボードには、1 層の導電性材料 (通常は銅) があります。単層基板は、基板、導電性金属層、保護はんだ層、およびシルクスクリーンで構成されています。単層基板は、より単純な電子機器の多くに見られます。
単層 PCB の利点
1.安価
全体として、単層 PCB は設計が単純であるため、コストが低くなります。これは、多数のリソースに依存することなく、時間効率の高い方法で開発できるためです。PCB材料.さらに、多くの知識は必要ありません。
2.迅速に製造
このようなシンプルな設計とリソースへの依存度が低いため、単層 PCB をすぐに製造できます。もちろん、特に PCB ができるだけ早く必要な場合には、これは大きな利点です。
3. 生産が容易
一般的な単層 PCB は、技術的な問題なく設計できます。それは、メーカーや専門家が問題なく製造できるように、シンプルな設計プロセスを提供するためです。
4.まとめて注文できます
開発プロセスが簡単なため、これらの PCB タイプを同時に注文することができます。まとめて注文すると、ボードあたりのコストが下がることも期待できます。
単層 PCB の短所
1. 速度と容量の制限
これらの回路基板は、接続のための最小限のオプションを提供します。つまり、全体的なパワーとスピードが低下します。さらに、その設計の結果、運用容量が減少します。この回路は、大電力アプリケーションでは機能しない場合があります。
2.スペースがあまりない
複雑なデバイスには、単層回路基板のメリットはありません。これは、余分なスペースがほとんどないためです。SMDコンポーネントと接続。ワイヤ同士が接触すると、ボードが正しく動作しなくなります。ベスト プラクティスには、回路基板がすべてに十分なスペースを確保することが含まれます。
3. 大きくて重い
さまざまな操作目的で追加機能を提供するには、ボードを大きくする必要があります。ただし、これを行うと製品の重量も増加します。
多層基板とは？
多層PCBは、互いに積み重ねられた複数の両面基板で構成されています。彼らは必要な数のボードを持つことができますが、作られた最長のものは129層の厚さでした.通常、4 ～ 12 のレイヤーがあります。ただし、量が多すぎると、はんだ付け後の反りやねじれなどの問題が発生する可能性があります。
多層基板の基板層には、各面に導電性金属があります。各ボードは、特殊な接着剤と断熱材を使用して接合されています。多層基板には、端に半田マスクがあります。
多層基板の利点
1.複雑なプロジェクト
追加のコンポーネントと回路に依存する複雑なデバイスには、通常、多層 PCB が必要です。追加のレイヤー統合を介してボードを拡張できます。これにより、追加の接続を備えた追加の回路に適しており、それ以外の場合は標準ボードには収まりません。
2.より耐久性
層を重ねることでボードの厚みが増し、耐久性が増します。これにより、寿命が確保され、落下などの予期しないイベントに耐えることができます。
3.接続
通常、いくつかのコンポーネントには複数の接続ポイントが必要です。この場合、多層 PCB には個別の接続ポイントのみが必要です。全体として、この利点はデバイスのシンプルなデザインと軽量化に貢献しています。
4. さらなるパワー
多層PCBに密度を追加すると、電力集約型デバイスにとって実用的になります。一般に、これはより迅速かつ効率的に動作できることを意味します。容量の増加により、強力なデバイスに適しています。
多層基板のデメリット
1. より高価
多層回路基板では、追加の材料、専門知識、および開発時間が必要になるため、より多くの費用がかかると予想できます。このため、多層コンポーネントを使用する方が価格よりも有利であることを確認する必要があります。
2.長いリードタイム
多層基板は開発に時間がかかります。これは、各レイヤーが個々のボードを形成するようにロックする必要がある重要な部品によるものです。これらの各プロセスは、全体的な完了時間に影響します。
3. 修理は複雑になる可能性があります
多層 PCB に問題が発生した場合、修復が困難になる可能性があります。一部の内部レイヤーは外側から見えない場合があり、コンポーネントまたは物理的なボードの損傷の原因を特定するのが難しくなります。さらに、ボード上の統合コンポーネントの数を考慮する必要があります。これは、修理を完了するのがより困難になるためです。
違い: 単層 PCB と多層 PCB
1. 製造工程
単層 PCB は、長い製造プロセスを経ます。通常、それには多くの使用が含まれますCNC加工ボードを作成するプロセス。全体のプロセスには、切断、穴あけ、グラフィックスの配置、エッチング、はんだマスク、および印刷が含まれます。
その後、表面処理を経て、テスト、検査、梱包されて出荷されます。
一方、多層PCBは特殊なプロセスを経て作成されます。プリプレグと基礎材料層を高圧と高温で重ね合わせます。これにより、各層の間に空気が閉じ込められなくなります。また、樹脂が導体を覆い、各層を固定している接着剤が正しく溶けて硬化することを意味します。
2. 素材
単層および多層 PCB は、金属、FR-4、CEM、テフロン、およびポリイミド材料を使用して製造されます。それでも、銅が最も一般的な選択肢です。
3. 費用
全体として、単層 PCB は多層 PCB よりも低コストです。それは主に、使用される材料、製造にかかる時間、および専門知識によるものです。サイズ、ラミネート、リードタイムなど、他の要因が価格に影響する場合があります。
4. 申請
一般に、単層 PCB は単純なデバイスに使用されますが、多層 PCB はスマートフォンなどの高度な技術に適しています。
単層 PCB と多層 PCB のどちらが必要かの決定
プロジェクトに多層または単層のプリント回路基板が必要かどうかを判断すると役立ちます。次に、プロジェクトのタイプと最適なものを検討します。次の 5 つの質問を自問する必要があります。
1. どのレベルの機能が必要ですか?より複雑な場合は、より多くのレイヤーが必要になる場合があります。
2. ボードの最大サイズは？多層基板により、より小さな領域でより多くの機能を実現できます。
3.耐久性を重視しますか？耐久性が優先される場合は、多層が最適なオプションです。
4. いくら使う必要がありますか?単層ボードは、500 ドル未満の予算に最適です。
5. PCB のリードタイムは？単層プリント基板のリードタイムは、多層基板のリードタイムよりも短くなっています。
動作周波数、密度、信号層など、その他の技術的な問題に対処する必要があります。これらの質問により、1 層、3 層、4 層、またはそれ以上の層のボードが必要かどうかが決まります。
投稿時間: 2023 年 2 月 14 日