Single-Layer-PCB vs. Multi-Layer-PCB – Vorteile, Nachteile, Design und Herstellungsprozess.
VorEntwurf einer Leiterplattemüssen Sie sich entscheiden, ob Sie eine Single-Layer- oder Multi-Layer-Leiterplatte verwenden.Beide Bauarten kommen in vielen Alltagsgeräten zum Einsatz.Die Art des Projekts, für das Sie das Board verwenden, bestimmt, welches für Sie am besten geeignet ist.Multilayer-Boards sind für komplexe Geräte üblicher, während Single-Layer-Boards für einfachere Geräte verwendet werden können.Dieser Artikel hilft Ihnen, die Unterschiede zu verstehen und den richtigen Typ für Ihr Projekt auszuwählen.
Anhand der Namen dieser PCBs können Sie wahrscheinlich erraten, worin der Unterschied besteht.Eine Single-Layer-Platte besteht aus einer Schicht Basismaterial (auch als Substrat bezeichnet), während Multi-Layer-Platten mehrere Schichten enthalten.Wenn Sie sie genau untersuchen, werden Sie viele Unterschiede in der Konstruktion und Funktionsweise dieser Boards feststellen.
Wenn Sie mehr über diese beiden Leiterplattentypen erfahren möchten, lesen Sie weiter!
Was ist Single Layer PCB?
Einseitige Platinen werden auch als einseitige Platinen bezeichnet.Sie haben auf der einen Seite Bauteile und auf der anderen ein Leiterbild.Diese Platinen haben eine Schicht aus leitfähigem Material (typischerweise Kupfer).Eine Single-Layer-Platine besteht aus einem Substrat, leitfähigen Metallschichten, einer schützenden Lötschicht und einem Siebdruck.Single-Layer-Platinen sind in vielen einfacheren elektronischen Geräten zu finden.
Vorteile von Single Layer PCB
1. Preiswert
Insgesamt ist eine einlagige Leiterplatte aufgrund ihres vereinfachten Designs weniger kostspielig.Das liegt daran, dass es zeiteffizient entwickelt werden kann, ohne auf eine große Anzahl von angewiesen zu seinPCB-Material.Außerdem erfordert es nicht viel Wissen.
2. Schnell hergestellt
Mit einem so einfachen Design und geringem Ressourcenverbrauch können einlagige Leiterplatten im Handumdrehen hergestellt werden!Das ist natürlich ein großer Vorteil, besonders wenn Sie so schnell wie möglich eine Leiterplatte benötigen.
3. Einfach zu produzieren
Die beliebte Single-Layer-Leiterplatte lässt sich ohne technische Schwierigkeiten designen.Das liegt daran, dass es einen einfachen Designprozess bietet, sodass Hersteller und Fachleute sie problemlos produzieren können.
4. Sie können in großen Mengen bestellen
Aufgrund des einfachen Entwicklungsprozesses können Sie viele dieser Leiterplattentypen gleichzeitig bestellen.Sie können sogar mit einem Rückgang der Kosten pro Board rechnen, wenn Sie in großen Mengen bestellen.
Nachteile von Single Layer PCB
1. Begrenzte Geschwindigkeit und Kapazität
Diese Leiterplatten bieten minimale Anschlussmöglichkeiten.Das bedeutet, dass die Gesamtleistung und -geschwindigkeit abnehmen wird.Außerdem nimmt die Betriebsfähigkeit konstruktionsbedingt ab.Die Schaltung funktioniert möglicherweise nicht für Hochleistungsanwendungen.
2. Es bietet nicht viel Platz
Komplexe Geräte profitieren nicht von einer Single-Layer-Leiterplatte.Das liegt daran, dass es sehr wenig Platz für Extras bietetSMD-Komponentenund Verbindungen.Wenn Drähte miteinander in Kontakt kommen, führt dies dazu, dass die Platine nicht ordnungsgemäß funktioniert.Am besten sorgt man dafür, dass die Leiterplatte ausreichend Platz für alles bietet.
3. Größer und schwerer
Sie müssen die Platine vergrößern, um zusätzliche Funktionen für verschiedene Betriebszwecke bereitzustellen.Dadurch erhöht sich jedoch auch das Gewicht des Produkts.
Anwendung von Single Layer PCB
Wegen ihrer geringen Herstellungskosten sind einseitige Platinen in vielen Haushaltsgeräten und beliebtUnterhaltungselektronik.Diese sind beliebt für Geräte, die wenig Daten speichern können.Einige Beispiele sind:
● Kaffeemaschinen
● LED-Leuchten
● Rechner
● Radios
● Netzteile
● Unterschiedliche Sensortypen
● Solid-State-Laufwerke (SSD)
Was ist Multilayer-Layer-PCB?
Multilayer-Leiterplatten bestehen aus mehreren übereinander gestapelten doppelseitigen Platinen.Sie können so viele Bretter wie nötig haben, aber das längste war 129 Schichten dick.Sie haben typischerweise zwischen 4 und 12 Schichten.Ungewöhnliche Mengen können jedoch zu Problemen wie Verziehen oder Verdrehen nach dem Löten führen.
Die Substratschichten einer Mehrschichtplatine haben auf jeder Seite ein leitendes Metall.Jede Platte wird mit einem Spezialkleber und einem Isoliermaterial verbunden.Die Multilayer-Platinen haben an den Rändern Lötstoppmasken.
Vorteile von Multilayer Layer PCB
1. Komplexe Projekte
Komplexe Geräte, die auf zusätzliche Komponenten und Schaltungen angewiesen sind, benötigen normalerweise eine mehrschichtige Leiterplatte.Sie können das Board über zusätzliche Layer-Integrationen erweitern.Dadurch eignet es sich für zusätzliche Schaltungen mit zusätzlichen Anschlüssen, die sonst nicht auf eine Standardplatine passen.
2. Haltbarer
Zusätzliche Schichten erhöhen die Dicke der Platte und machen sie haltbar.Dies gewährleistet dann eine lange Lebensdauer und ermöglicht es ihm, unerwartete Ereignisse, einschließlich Stürze, zu überstehen.
3. Verbindung
Mehrere Komponenten würden normalerweise mehr als einen Verbindungspunkt benötigen.In diesem Fall benötigt eine Multilayer-Leiterplatte nur einen einzelnen Verbindungspunkt.Insgesamt trägt dieser Vorteil zu dem einfachen Design und den leichten Merkmalen der Vorrichtung bei.
4. Mehr Leistung
Das Hinzufügen von mehr Dichte zu einer mehrschichtigen Leiterplatte macht sie für leistungsintensive Geräte praktisch.Im Allgemeinen bedeutet dies, dass es schneller und effizienter arbeiten kann.Die erhöhte Kapazität macht es für leistungsstarke Geräte geeignet.
Nachteile von Multilayer Layer PCB
1. Teurer
Sie können davon ausgehen, dass Sie mit einer mehrschichtigen Leiterplatte mehr bezahlen, da zusätzliche Materialien, Fachwissen und Zeit für die Entwicklung erforderlich sind.Aus diesem Grund sollten Sie darauf achten, dass der Einsatz eines Mehrschichtbauteils vorteilhafter als der Preis ist.
2. Lange Vorlaufzeit
Die Entwicklung von Multilayer-Boards dauert länger.Dies ist auf wesentliche Teile zurückzuführen, die eine Verriegelung erfordern, damit jede Schicht eine einzelne Platte bildet.Jeder dieser Prozesse trägt zur Gesamtfertigstellungszeit bei.
3. Reparaturen können komplex sein
Wenn bei einer mehrschichtigen Leiterplatte Probleme auftreten, kann die Reparatur schwierig sein.Einige interne Schichten sind möglicherweise von außen nicht sichtbar, was es schwieriger macht, genau zu bestimmen, was Komponenten oder physische Platinenschäden verursacht.Außerdem müssen Sie die Anzahl der integrierten Komponenten auf der Platine berücksichtigen, da dies die Durchführung der Reparaturen erschwert.
Unterschied: Single-Layer-Leiterplatte vs. Multi-Layer-Leiterplatte
1. Herstellungsprozess
Eine einlagige Leiterplatte durchläuft einen langwierigen Herstellungsprozess.Typischerweise beinhaltet es die Verwendung vielerCNC-BearbeitungProzesse zum Erstellen des Boards.Der gesamte Prozess umfasst Schneiden-Bohren-Grafikplatzieren-Ätzen-Lötmaske und Drucken.
Danach durchläuft es eine Oberflächenbehandlung, bevor es getestet, inspiziert und für den Versand verpackt wird.
Inzwischen werden Multilayer-Leiterplatten durch ein spezielles Verfahren hergestellt.Es beinhaltet das Übereinanderlegen von Prepreg- und Grundmaterialschichten durch hohen Druck und hohe Temperatur.Dadurch wird sichergestellt, dass keine Luft zwischen den einzelnen Schichten eingeschlossen wird.Außerdem bedeutet dies, dass Harz die Leiter bedeckt und der Klebstoff, der jede Schicht zusammenhält, schmilzt und korrekt aushärtet.
2. Materialien
Einschichtige und mehrschichtige Leiterplatten werden aus Metall, FR-4, CEM, Teflon und Polyimidmaterialien hergestellt.Selbst dann ist Kupfer die häufigste Wahl.
3. Kosten
Insgesamt ist die einlagige Leiterplatte weniger kostspielig als eine mehrlagige Leiterplatte.Das liegt vor allem an den verwendeten Materialien, der Produktionszeit und dem Know-how.Andere Faktoren können den Preis beeinflussen, einschließlich Größe, Laminierung, Lieferzeit usw.
4. Bewerbung
Im Allgemeinen werden einlagige Leiterplatten für einfache Geräte verwendet, während mehrlagige Leiterplatten eher für fortschrittliche Technologien wie Smartphones geeignet sind.
Entscheiden Sie, ob Sie einlagige oder mehrlagige Leiterplatten benötigen
Es wäre hilfreich, wenn Sie festlegen, ob für Ihr Projekt mehrlagige oder einlagige Leiterplatten benötigt werden.Überlegen Sie dann, welche Art von Projekt Sie haben und was am besten passt.Diese fünf Fragen sollten Sie sich stellen:
1. Welches Maß an Funktionalität benötige ich?Wenn es komplexer ist, benötigen Sie möglicherweise mehr Ebenen.
2. Was ist die maximale Platinengröße?Multilayer-Boards ermöglichen mehr Funktionalität auf kleinerem Raum.
3. Legen Sie Wert auf Langlebigkeit?Mehrschichtig ist die beste Option, wenn Haltbarkeit Priorität hat.
4. Wie viel muss ich ausgeben?Single-Layer-Boards eignen sich am besten für Budgets unter 500 US-Dollar.
5. Was ist die Vorlaufzeit für Leiterplatten?Die Vorlaufzeit für die Single-Layer-Leiterplatte ist kürzer als die von Multi-Layer-Platinen.
Andere technische Fragen wie Betriebsfrequenz, Dichte und Signalschichten müssen angegangen werden.Diese Fragen bestimmen, ob Sie eine Platine mit einer, drei, vier oder mehr Lagen benötigen.
Postzeit: 14. Februar 2023