Двухслойная печатная плата: все, что вам нужно знать

Когда мы говорим о печатных платах, вы, возможно, знаете несколько различных типов печатных плат. Одной из самых распространенных печатных плат является двухслойная печатная плата. Он состоит из двух слоев медной фольги, разделенных диэлектрическим материалом. В этом посте мы покажем вам все, что вам нужно знать о двухслойных печатных платах. Давайте погрузимся прямо в!

Что такое двухслойная печатная плата

Двухслойная печатная плата, также известная как двухсторонняя печатная плата , представляет собой печатную плату с медным покрытием с обеих сторон, сверху и снизу. На обеих сторонах расположены схемы, соединенные через переходные отверстия посередине. Переходные отверстия — это небольшие металлические отверстия на печатной плате, к которым можно подключать провода с обеих сторон, так что провода могут быть перемешаны. То есть, проводка находится с обеих сторон, и компоненты могут быть припаяны как с лицевой, так и с обратной стороны. Двухслойные печатные платы также являются наиболее экономичным типом печатных плат в производстве.

Двусторонняя печатная плата решает проблему шахматной проводки на односторонней плате (ее можно провести на другую сторону через отверстие), и она больше подходит для использования в более сложных схемах, чем односторонняя плата.

2-слойная толщина печатной платы

Толщина двухслойной печатной платы может составлять от 0.010 до 0.060 дюйма. Стандартная толщина двухслойной печатной платы составляет 1.6 мм. Мы предполагаем, что на заводе по производству печатных плат будут присутствовать медные сердечники, и общая толщина меди и материала FR4 составит 1.6 мм.

Кроме того, толщина платы будет зависеть от используемого вами диэлектрического материала и размера компонентов, установленных на плате. Кроме того, чем толще плата, тем лучше она уменьшает перекрестные помехи между сигнальными дорожками.

2-слойная сборка печатных плат

Двухслойная структура печатной платы включает 1 верхний и 1 нижний слой.

Двухслойная печатная плата имеет внутренний слой, который также является медным слоем. И именно здесь находится большинство переходных отверстий. Кроме того, переходные отверстия — это крошечные отверстия, которые соединяют верхний и нижний слои вместе. Что еще более важно, они позволяют передавать электрические сигналы от одного слоя к другому.

сигнальные слои

На двухслойной плате есть два сигнальных слоя: верхний и нижний. Верхний слой по умолчанию окрашен в красный цвет. На нём видны контактные площадки и дорожки. Проще говоря, красные участки — это медь. Место, где находится «кожа», — это место, куда можно припаять припой, и которое проводит электричество.

То же, что и нижний слой. Места с синим цветом могут быть лужеными и токопроводящими.

силовой слой

Слой питания мы используем для распределения питания по разным частям платы. Кроме того, вы можете использовать его в качестве обратного пути для наземных сигналов.

слой препрега

Слой препрега представляет собой тонкий слой диэлектрического материала. И это может обеспечить изоляцию между медным слоем. Кроме того, он также может обеспечить поддержку медных слоев. Диэлектрическая проницаемость слоя препрега составляет 2, что ниже диэлектрической проницаемости FR-2.

слой паяльной маски

Слой паяльной маски в основном используется для размещения печатной информации, такой как контуры и аннотации компонентов, различные символы аннотаций и т. д.

Правила проектирования двухслойной печатной платы

Многие двухслойные платы для проектирования печатных плат имеют ограниченную производительность. Обычно сложно развести корпус BGA, такой как высокопроизводительный микропроцессор или FPGA, на двухслойной печатной плате. Речь идет не о высоких концевых платах печатных плат, а о нескольких потребительских микроконтроллерах, продуктах и ​​приложениях IoT, созданных на двухслойной печатной плате. Хорошо, что создавать эти доски легко, если вы будете следовать приведенным ниже советам.

1. Используйте силовые дорожки шириной 20 мил, сигнальную дорожку шириной 6 мил и диаметр сверления 13 мил.

Каждый разработчик хочет использовать небольшие функции без дополнительных затрат для достижения максимальной плотности разводки. Вы можете счесть, что дорожка сигнала шириной 6 мил слишком мала; однако он выдерживает 1 А постоянного тока. Он также обладает сопротивлением 80 мОм/дюйм в массе около 1 унции меди. Для силовых дорожек шириной 20 мил он может использовать 3 А постоянного тока. Он также обладает сопротивлением 25 мОм/дюйм.

2. Пути питания и сигнала на первом уровне, компоненты маршрута и возврат по земле на втором уровне.

Если в трассе есть прогрессивный обратный путь, его можно сделать длиннее, не влияя на производительность. Хитрость заключается в использовании обратного пути под одной линией. Простой метод заключается в использовании мощного заземляющего слоя под платой.

3. Настройка компонентов для менее загруженной маршрутизации и разнесенных сигнальных трасс.

Вы можете рассмотреть возможность маршрутизации сигналов, чтобы свести к минимуму пересечение линий, если у вас есть размещение элементов. Следы обладают высоким импедансом характеристики, и, поскольку они расположены далеко от плоскости возврата, пересечение будет зарегистрировано. Если промежутки между сигналами ближе, то пересечение будет больше.

4. Сделайте короткий маршрут на нижнем слое. Если сложно сделать маршрут коротким, включите возвратный ремень.

Общая идея заключается в том, чтобы разработать идеальную конструкцию и обеспечить обратный путь с низким импедансом во всех сигнальных линиях. Это необходимо для того, чтобы взаимная индуктивность в обратном пути сигнала поддерживалась на низком уровне.

5. Развязывающие конденсаторы следует размещать рядом с выводом питания микросхемы.

Используйте конденсатор большого размера в компактном корпусе с номинальным напряжением, в 2 раза превышающим требуемое напряжение питания. Обычно используется многослойный керамический конденсатор (MLCC) емкостью 22 мкФ. Величина емкости зависит от потребляемого тока на развязываемых элементах. Если вы не изучаете этот вопрос, рассмотрите вариант с 22 мкФ.

6. Если возможно, создайте один возврат для каждого цифрового сигнала на всех разъемах.

Шум переключения или дребезг земли в огромной степени обусловлен несколькими сигналами, выделяющими одинаковые обратные контакты. В некоторых разъемах можно использовать один или два возвратных контакта с переключением нескольких сигналов. В основном это относится к отскоку от земли.

Преимущества и недостатки двухслойной печатной платы

Преимущества

• Экономия на издержках: Двухсторонние печатные платы дешевле, чем четырехслойные. Это может сэкономить вам деньги, особенно при заказе большого количества.
• Более легкий дизайн и производство: Простые конструкции изготавливаются быстрее, поэтому вы можете быстрее получить свои печатные платы. У них также меньше шансов допустить дорогостоящие ошибки во время проектирования или производственного процесса. Если позже вам понадобится починить печатную плату, двухсторонние платы ремонтировать легче, чем сложные 4-слойные печатные платы.
• Подходит для крупных заказов: Если вам нужно много печатных плат, лучше использовать двухслойные платы. Они способствуют более быстрому и дешевому производству.
• Быстрый оборот: Если у вас большой или маленький проект, вам может понадобиться быстрый прототип. Двухслойные печатные платы производятся очень быстро по сравнению с другими типами плат.

Недостатки

• Простой дизайн: Двусторонние печатные платы имеют меньше необычных функций. 4-слойные печатные платы может иметь больше компонентов и вариантов маршрутизации, тогда как двухслойные печатные платы обычно имеют более простую конструкцию.
• Более низкая скорость и меньшая емкость: Если важна скорость, лучше больше слоев. В зависимости от вашего проекта, двух слоев может быть недостаточно для необходимой вам скорости и емкости. Добавление большего количества слоев, например, переход от 2 к 2, может дать вам больше скорости и емкости.
• Больше и тяжелее: Несмотря на то, что у них меньше слоев, двухсторонние печатные платы могут быть больше и объемнее, чтобы вместить все компоненты и выводы. Если у вас ограниченное пространство, добавление дополнительных слоев часто является лучшим выбором, чтобы печатная плата поместилась на небольшой площади.

Двухслойная печатная плата VS Однослойная печатная плата

Односторонние печатные платы

Односторонняя плата — это самая простая печатная плата, где детали сосредоточены на одной стороне, а провода — на другой. Поскольку провода появляются только с одной стороны, мы называем этот тип печатной платы односторонним (односторонним). Поскольку одиночная плата имеет много строгих ограничений на схему проектирования (поскольку есть только одна сторона, проводка не может пересекаться и должна идти по отдельному пути), поэтому только в ранних схемах использовался этот тип платы.

Двусторонние печатные платы

На односторонних печатных платах дорожки расположены только с одной стороны, тогда как на двухсторонних платах дорожки находятся с обеих сторон, имея верхний и нижний слои. Компоненты и проводящая медь монтируются с обеих сторон двухсторонней печатной платы, что приводит к пересечению или перекрытию дорожек. Двухсторонние печатные платы лучше всего подходят для создания схем высокой плотности , не требующих точечной пайки.

Односторонние печатные платы против двусторонних печатных плат

Двухслойная печатная плата VS 4-слойная печатная плата

Двухслойная печатная плата имеет два медных слоя, а четырехслойная печатная плата имеет четыре медных слоя. Слои ламинируются вместе с подложками. Верхний слой и нижний являются сигнальными слоями. Но внутренние — это наземные и снабженческие самолеты.

Четырехслойные печатные платы более мощные, чем однослойные и двухслойные печатные платы. Но несмотря на то, что они отлично подходят для сложных проектов и отличаются своей функциональностью, их стоимость выше, чем у их двухслойных аналогов.

Разница между 2-слойной печатной платой и 4-слойной печатной платой

Цена

Двухслойная печатная плата дешевле, чем четырехслойная печатная плата. Однако стоимость изготовления определяется количеством единиц, которые вы планируете заказать.

разработки и производства

Двухслойная печатная плата легче проектируется и изготавливается, а также легче ремонтировать двухстороннюю печатную плату, чем четырехслойную печатную плату.

Время Выполнения

двухсторонние печатные платы имеют преимущество перед четырехслойными и многослойными печатными платами, когда речь идет о времени выполнения заказа. Будь то небольшой или крупный проект, двухслойная печатная плата требует меньше времени для изготовления прототипа.

Долговечность

поскольку печатная плата имеет много слоев, она более долговечна, чем двухслойная печатная плата. Несмотря на то, что четырехслойные печатные платы меньше, чем двухсторонние печатные платы, они более прочны.

Области применения

если ваш проект сложный, дополнительные слои 4-слойной печатной платы будут очень полезны. Поскольку можно проявить творческий подход и добавить дополнительные компоненты, печатные платы можно использовать для сложных проектов.

Размер и вес

Четырехслойные печатные платы маленькие и очень легкие. Они меньше и легче двухсторонних печатных плат, потому что им нужно меньше места для проводки и компонентов.

2-слойные и 4-слойные печатные платы предлагают разные уровни функциональности, но обе они выгодны для разных типов проектов. В конечном счете, выбор между 4- и 2-слойной платой в первую очередь зависит от характеристик вашего проекта, сложности вашей схемы и требований к бюджету, которые у вас есть для вашего проекта.

Свяжитесь с нами для получения услуг по производству печатных плат

Для получения дополнительной информации о производстве и сборке печатных плат свяжитесь с компанией VictoryPCB по телефону 86-755-86339147 или напишите нам здесь.

Связанный блог

Как использовать двухсторонний прототип печатной платы

Особенности двустороннего текстолита и причины сложности процесса

Полные этапы производства двухсторонней печатной платы