Kolam Multilayer – Lapisan PCB Paling Komprehensif yang Anda Ketahui

Pada Multilayer Pool, Printed Circuit Boards memiliki berbagai lapisan yang berbeda. Lapisan-lapisan tersebut dapat membingungkan mereka yang tidak sepenuhnya tertarik dan paham dalam niche tersebut.

Sebagian besar prototipe PCB, dibuat dengan cepat, terdiri dari 2 lapisan. Namun, banyak perangkat elektronik tidak terbatas pada papan lapis ganda. Mereka membutuhkan papan yang lebih tinggi dan lebih halus.

Artikel ini akan membantu Anda mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang lapisan PCB dan cara kerjanya.

Apa Itu Lapisan PCB

1.1 Definisi Lapisan PCB

Printed Circuit Boards memiliki arti yang berbeda tergantung pada pesan yang akan disampaikan. Mengenai lapisan PCB, dijelaskan juga sebagai lapisan tembaga yang diberikan dalam jumlah dan urutan tertentu.

Lapisan tembaga dapat disebut lapisan sinyal atau hanya lapisan. Lapisan PCB diberi nama berdasarkan posisinya dan fungsi yang diberikannya. Peringkat PCB berdasarkan jumlah lapisan tembaga.

Papan yang memiliki satu atau dua lapisan, misalnya, masing-masing dapat disebut sebagai PCB 1 lapis atau PCB satu sisi dan PCB 2 sisi atau hanya PCB dua sisi.

Ada berbagai jenis Lapisan PCB, dan berikut ini adalah yang umum:

1. Lapisan Mekanik

2. Lapisan Hamparan / Layar Sutra

3. Lapisan Perutean

4. Lapisan Masker Solder

5. Lapisan Tempel Solder

6. Jauhkan Lapisan

7. Pesawat Darat dan Pesawat Listrik

8. Pesawat Terpisah

Ingatlah bahwa tidak setiap PCB terdiri dari semua lapisan yang disebutkan di atas. Spesifik desain Anda adalah apa yang menentukan kebutuhan untuk berbagai jenis lapisan. Papan lapis tunggal biasanya terdiri dari jenis enam lapis.

Ini termasuk mekanik, penahan, perutean, overlay, masker solder, serta lapisan pasta solder.

Dalam hal PCB multilayer, mereka terdiri dari enam lapisan, ditambah kombinasi pembangkit listrik lainnya, dan bidang tanah, dan lapisan perutean tambahan.

PCB dua lapis, empat lapis, dan enam lapis adalah papan yang paling umum, dan bukan hal yang aneh jika PCB memiliki lebih dari 12 lapis.

1.2 Lapisan Mekanik

Meskipun Anda mungkin memiliki beberapa lapisan mekanis, Anda masih memerlukan satu – setidaknya – untuk membuat papan Anda. Lapisan mekanis paling dasar menentukan dimensi fisik papan Anda.

Lapisan mekanis juga dikenal sebagai Mekanik 1. Lapisan yang akan digunakan oleh fabrikator untuk memotong papan sirkuit dari bahannya.

Printed Circuit Board bisa sesederhana hanya satu lapisan perutean yang menguraikan dimensi fisik papan Anda atau serumit papan dengan banyak lapisan, termasuk semua lapisan yang disebutkan dalam artikel ini.

Di sisi lain, jika dipertimbangkan secara terpisah, setiap lapisan memiliki fungsi tertentu dan semata-mata. Sangat penting untuk memahami tujuan setiap lapisan karena saat Anda melakukannya, konstruksi PCB menjadi sangat sederhana terlepas dari seberapa rumit papan tersebut.

Kerangka kerja ini dapat berupa persegi panjang sederhana, bentuk rumit yang memiliki sudut melengkung plus/atau potongan.

Meskipun ini jarang terjadi, lebih banyak lapisan mekanis disertakan, yang menentukan spesifikasi perkakas dan informasi otomatis lain-lain tambahan. Namun, lapisan mekanis ekstra ini tidak diperlukan untuk sebagian besar papan sirkuit tercetak.

Penumpukan Lapisan (Membedakan Dengan Lapisan PCB)

2.1 Apa itu Layer Stack Up?

Tumpukan lapisan adalah penempatan yang tepat dari jenis lapisan. PCB secara umum dikategorikan menjadi tiga:

• Lapisan tunggal.
• Lapisan ganda.
• Berlapis-lapis.

Istilah di atas menggambarkan jumlah lapisan tembaga dalam PCB. PCB multi-lapisan menggambarkan PCB yang memiliki lebih dari dua lapisan dalam kisaran 4, 6, dan 8.

Dalam multi-layer, lapisan atas dan bawah dikenal sebagai lapisan luar, sedangkan lapisan di antara disebut lapisan dalam. Kompleksitas dalam pembuatan PCB multi-layer membuatnya cukup mahal dibandingkan dengan PCB double dan single-layer.

Dalam tumpukan lapisan, ada beberapa hal yang dapat Anda pertimbangkan, antara lain sebagai berikut:

• Bahan substrat.
• Urutan lapisan PCB.
• Ketebalan tembaga.

Desain sirkuit yang berbeda memiliki susunan lapisan berbeda yang sesuai dengannya. Penumpukan lapisan sangat penting dalam fungsi Printed Circuit Boards.

Masalah yang berbeda mungkin muncul ketika tumpukan lapisan tidak direncanakan dengan baik, dan hal tersebut termasuk:

• Sinyal crosstalk.
• Kopling.
• Melampaui.
• Lempar.
• Interferensi elektromagnetik.
• Penghilangan sinyal.

Untuk menghindari masalah di atas dan bahkan lebih, sangat penting untuk memiliki susunan lapisan PCB yang terencana dengan baik. Anda dapat menghemat banyak hal dengan merancang tumpukan lapisan PCB yang efisien, yang dapat sangat membantu dalam mencegah kemungkinan masalah yang mungkin timbul karena desain yang tidak tepat.

Di Layer Stackup selain urutan lapisan PCB, bahan substrat, ketebalan tembaga juga dipertimbangkan.

Ada tumpukan lapisan yang berbeda untuk berbagai jenis desain sirkuit. Tumpukan lapisan PCB yang terencana dengan baik memastikan kinerja terbaik dari PCB, seperti mengurangi interferensi elektromagnetik, sinyal crosstalk, kopling, overshoot dan undershoot, dan disipasi sinyal.

Desain yang harus diselesaikan dan pertama kali memenuhi syarat dapat secara signifikan mengurangi biaya dan waktu siklus desain. Ada kemungkinan jika masalah integritas sinyal dihilangkan sebelum muncul.

Pada gambar 1 di bawah dua 8-lapisan, skema tumpukan ditampilkan yang menekankan perubahan urutan lapisan.

Selain lapisan sinyal, power plane juga memainkan peran penting dalam keberhasilan pengembangan produk.

Sinyal, baik digital maupun analog, dapat dirutekan melalui jalur mikrostrip atau jalur strip yang mengurangi crosstalk dan akibatnya meningkatkan integritas sinyal.

Sinyal frekuensi rendah diarahkan pada lapisan dalam, sedangkan sinyal frekuensi tinggi diarahkan pada lapisan luar.

Ini adalah praktik yang baik untuk menempatkan lapisan bidang tanah yang berdekatan dengan setiap lapisan sinyal; namun, untuk mengurangi penumpukan lapisan dan biaya produksi, lapisan tanah ditempatkan setelah masing-masing dua lapisan sinyal. Bidang daya juga harus berdekatan dengan bidang dasar yang membuat kopling rapat.

Pesawat listrik dibagi menjadi lebih dari satu bagian dalam kasus beberapa rel catu daya. Biasanya, ketebalan PCB adalah 1,6 mm, namun sulit untuk mempertahankan ketebalan 1,6 mm lebih dari 12 lapisan.

Pada gambar 1 di bawah dua 8-lapisan, skema tumpukan ditunjukkan yang menekankan perubahan urutan lapisan.

Pada gambar 2 skema Penumpukan PCB 10-layer dijelaskan.

2.2 Membedakan Layer PCB Dari Layer Stack Up

Meskipun kedua istilah ini tampaknya memiliki arti yang sama, sebenarnya tidak demikian. Tumpukan lapisan, seperti yang didefinisikan di atas, adalah penempatan yang tepat untuk jenis lapisan.

Di sisi lain, lapisan PCB mengacu pada lapisan tembaga yang diberikan dalam jumlah dan urutan tertentu. Sedangkan penumpukan lapisan berkaitan dengan perencanaan lapisan, lapisan PCB berkaitan dengan jumlah dan urutan lapisan.

Jenis Lapisan PCB

3.1 PCB 1-Lapisan

Sering disebut sebagai PCB lapisan tunggal, PCB satu lapisan dicetak dari satu sisi; ini menyiratkan bahwa lembaran PCB berada di satu sisi bersama dengan bahan konduktif, sedangkan di sisi lain, komponen elektronik terhubung.

Pada awalnya, semua PCB dirancang secara manual, tetapi sekarang dapat dibuat menggunakan perangkat lunak khusus seperti perangkat lunak eagle PCB karena kemajuan teknologi. Hal ini dilakukan melalui penggunaan komputer yang memiliki program ini.

PCB lapisan tunggal datang dalam berbagai jenis. Beberapa di antaranya adalah sebagai berikut:

• PCB fleksibel. PCB satu lapis ini terbuat dari bahan yang fleksibel, bukan yang kaku. Bahan-bahan yang dapat digunakan dalam hal ini termasuk plastik. Biaya produksi untuk jenis PCB satu lapis ini cukup tinggi, sehingga tidak ekonomis.

• PCB kaku. PCB lapisan tunggal ini terbuat dari bahan kaku seperti fiberglass. Mereka tidak fleksibel dan dengan demikian tidak dapat membiarkan sirkuit menekuk. Mereka biasanya digunakan di sebagian besar perangkat seperti kalkulator, catu daya, dll.

• PCB frekuensi tinggi. PCB lapisan tunggal ini digunakan di sirkuit yang membutuhkan frekuensi tinggi secara signifikan untuk beroperasi. Dalam memilih bahan yang tepat untuk digunakan untuk PCB seperti itu, ekspansi termal, penyerapan air, dan kehilangan dielektrik adalah beberapa faktor yang dipertimbangkan

• PCB kaku-fleksibel. PCB satu lapis ini terbuat dari kombinasi plastik dan fiberglass. Kedua bahan tersebut digabungkan menjadi satu lapisan. Kombinasi ini secara konsekuen mengurangi ukuran dan berat PCB.

• PCB yang didukung aluminium. PCB single-layer ini terbuat dari bahan aluminium. Desain PCB ini hampir mirip dengan PCB tembaga, hanya saja perbedaannya terdapat pada artikel yang digunakan.

Lapisan PCB cukup sederhana, seperti yang Anda lihat. Namun, jangan biarkan kesederhanaan mereka membodohi Anda untuk apa yang dapat mereka capai. Mereka mungkin sederhana, tetapi mereka menghasilkan banyak hal tentang bekerja di perangkat yang kompleks. Ada beberapa fungsi yang mereka lakukan, dan beberapa di antaranya adalah sebagai berikut:

• 1.Mereka digunakan di sirkuit peralatan radio dan stereo.
• 2.Mereka digunakan di kamera digital.
• 3. Digunakan pada mesin fotokopi dan printer.
• 4.Mereka digunakan dalam kalkulator digital.
• 5.Mereka digunakan di mesin penjual otomatis.

PCB lapisan tunggal memiliki beberapa keunggulan misalnya:

• Mudah dibuat dan didesain.
• Mudah dipasang.
• Hemat biaya.
• Mudah dimengerti.
• Kemungkinan korsleting kecil.
• Lebih andal dan efisien.

3.2 PCB 2-Lapisan

PCB dua lapis juga disebut PCB dua sisi atau dua sisi. Ini terutama terbuat dari substrat epoksi kaca FR-4 yang dilaminasi dengan film atau lapisan tembaga tipis di kedua sisi. Ini adalah PCB paling sederhana dan paling ekonomis untuk dirancang.

PCB dua lapis dapat dengan mudah diproduksi oleh pabrik Prototipe PCB profesional (mis., wellpcb.com) dan dibuat di rumah. PCB dua lapis hanya memiliki lapisan tembaga atas dan bawah.

Ini adalah desain yang sederhana untuk dibuat, tidak melupakan betapa ekonomisnya juga. Desain PCB ini dapat dengan mudah dibuat di rumah dengan perangkat lunak yang tepat. Sebagian besar hanya dibuat oleh perusahaan pembuat prototipe PCB.

Lapisan PCB dalam desain ini terutama lapisan sinyal yang membentuk lapisan atas, dan lapisan bawah terdiri dari komponen listrik. Semua komponen PCB lapisan ganda adalah sebagai berikut:

• Jejak.
• Bantalan.
• Lapisan PCB yang meliputi lapisan sutra, lapisan atas, dan lapisan bawah.
• Masker solder.

Ada beberapa tempat di mana PCB lapisan ganda digunakan. Beberapa area penerapannya adalah sebagai berikut:

• Dalam pencahayaan. PCB lapisan ganda digunakan dalam lampu LED dan dengan demikian kekuatan yang mereka miliki.

• Dalam perangkat medis. PCB dua lapis digunakan dalam peralatan medis seperti alat pacu jantung dan mesin pemeriksa CAT.

• Industri otomotif dan dirgantara. Baik di industri mobil dan penerbangan, PCB digunakan secara signifikan. PCB dua sisi lebih tepatnya, digunakan terutama di kedua industri ini.

PCB lapisan ganda hadir dengan berbagai keunggulan. Anda dapat melihat beberapa di antaranya di bawah ini:

• Mereka membuat peletakan trek menjadi lebih sederhana.
• Izinkan ketebalan segmen yang lebih tinggi.
• Tawarkan hamburan kehangatan yang diperluas.

3.3 PCB 4-Lapisan

PCB empat lapis memiliki empat lapisan tembaga. Lapisan atas dan bawah adalah lapisan perutean, sedangkan dua lapisan yang diapit di antaranya adalah bidang daya dan bidang dasar.

Di antara Empat-lapisan, lapisan Tembaga PCB adalah Inti dan Prepreg. Selama pembuatan, semua elemen ini disatukan (diapit) oleh laminasi di bawah panas dan tekanan tinggi untuk memastikan bahwa seluruh tumpukan disatukan.

PCB empat-Lapisan dapat berisi melalui vias, vias buta, dan vias terkubur. Untuk PCB empat-Lapisan, yang terkubur hanya dapat berada di antara lapisan kedua dan ketiga, dan jalur buta dapat berada di antara lapisan atas (pertama) dan kedua atau antara lapisan bawah (keempat) dan ketiga.

Penumpukan khas untuk papan empat lapis adalah daya &ground untuk dua lapisan dalam dan kemudian sinyal pada dua lapisan luar. Seseorang biasanya akan mengarahkan dua lapisan sinyal secara tegak lurus.

Tidak terlalu kritis jika lapisan dipisahkan oleh daya dan ground, tetapi jika Anda memiliki sinyal pada lapisan yang berdekatan, menjadi lebih penting untuk meminimalkan crosstalk.

Sedangkan untuk penomoran, biasanya dimulai dari 1 sampai n, mulai dari atas turun ke bawah. Ini adalah satu-satunya konvensi; Anda dapat melakukan apa pun yang Anda suka, karena Anda akan memberikan info tumpukan saat Anda mengirim file untuk produksi.

Dalam pembuatan PCB empat lapis, biayanya bisa sangat berguna jika Anda memiliki pabrik.

3.4 PCB 6-Lapisan

Desain yang membuat PCB enam lapis kebal dan senyap. Ada beberapa alasan mengapa PCB enam lapis lebih menguntungkan dibandingkan dengan yang lain. Beberapa ide tersebut antara lain sebagai berikut:

• Penelusuran yang berada di antara lapisan ketiga dan pertama tidak memerlukan perlakuan khusus.

• Setiap jejak memiliki kedekatan dengan tanah.

3.4.1 Bidang Referensi

Bidang referensi digunakan untuk mentransfer arus balik. Dalam desain empat lapisan, lapisan satu memiliki mata uang pengembalian frekuensi tinggi pada lapisan kedua, dan lapisan keempat juga memiliki frekuensi tinggi pada lapisan ketiga; maka tidak ada perbedaan dengan PCB enam lapis.

Ketika bidang referensi dipindahkan lebih dekat ke lapisan perutean atau sinyal, Anda akan memotong area loop yang menentukan emisi terpancar dan kerentanan saat berada dalam frekuensi tinggi.

Berikut ini adalah beberapa faktor yang membuat tumpukan enam lapis bekerja dengan baik.

1. Kedekatan dengan tanah oleh setiap jejak.

2. Kedekatan bidang tanah dan daya yang menciptakan kapasitansi perencana.

3. Penelusuran antara lapisan ketiga dan pertama yang tidak memerlukan perlakuan khusus.

4. Bidang referensi lapisan empat lebih tinggi dari jarak antara itu dan lapisan 2.

3.4.2 Desain Penumpukan PCB 6 Lapisan Umum

Desain PCB enam lapis terbaik akan membutuhkan jahitan untuk menghubungkan dua bidang tanah yang ditemukan di PCB, yang seharusnya mengembalikan arus ke bidang referensi. Beberapa orang mengatakan bahwa menambahkan pesawat darat tambahan membantu melindungi dari emisi dan kekebalan.

3.4.3 Pemotongan Pesawat PCB Membunuh EMC

Pemotongan pesawat dapat menghancurkan EMC baik dalam emisi maupun kerentanan. Pemotongan atau kekosongan bidang adalah ketika daya atau bidang tanah memiliki pemotongan yang tidak disengaja atau disengaja melalui bagian tertentu dari sebuah pesawat. Potongan pesawat tersedia dalam berbagai ukuran dan bentuk.

Jalur arus balik pada bidang berjarak beberapa ribu inci, dan dalam desain yang baik, jejak berjalan berdekatan dengan bidang sehingga membuat jalur arus balik berada di dekatnya sehingga membentuk area loop menjadi relatif kecil.

Saat Anda memasukkan beberapa rongga di lapisan bidang tembaga, Anda harus membuat loop yang diperlukan untuk jejak yang melintasi rongga dan potongan bidang. Itu membuat area loop saat ini menjadi jauh lebih signifikan.

3.5 8-Lapisan PCB

Papan delapan lapis dapat menambahkan dua lapisan perutean lagi atau meningkatkan kinerja EMC dengan menambahkan dua bidang lagi.

Persentase kenaikan biaya papan delapan lapis di atas papan enam lapis kurang dari persentase kenaikan dari empat menjadi enam lapis, sehingga memudahkan untuk membenarkan kenaikan biaya untuk meningkatkan kinerja EMC.

Oleh karena itu, sebagian besar papan delapan lapis terdiri dari empat lapisan kabel dan empat bidang.

Secara umum, untuk membuat PCB delapan lapis, Anda memerlukan lapisan lapisan tembaga, prepreg, dan inti secara bergantian. Prepreg bertindak sebagai lem yang dengan kuat menggabungkan susunan PCB Delapan lapis menjadi satu papan.

Mengikuti aturan untuk meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik, konfigurasi PCB delapan lapis sederhana akan terlihat seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Penting untuk dicatat bahwa PCB Delapan Lapis dapat mencapai integritas sinyal yang tinggi dibandingkan dengan PCB 6-lapisan ke bawah.

Anda dapat memilih metode desain tumpukan PCB sesuai dengan jumlah jaringan sinyal, kepadatan perangkat, kepadatan PIN, frekuensi sinyal, ukuran papan. Semakin tinggi jumlah jaringan sinyal, semakin tinggi kepadatan perangkat; semakin tinggi kepadatan PIN, semakin tinggi sinyalnya.

Selain itu, untuk kinerja EMI yang baik, yang terbaik adalah memastikan bahwa setiap lapisan sinyal memiliki referensinya sendiri.

Beberapa keuntungan datang dengan menggunakan PCB delapan lapis. Beberapa kelebihan dan manfaatnya antara lain sebagai berikut:

• Ini mengurangi interferensi elektromagnetik yang dapat menyebabkan interupsi.

• Ini meningkatkan integritas sinyal.

3.6 PCB Multilayer

3.6.1 32 Lapisan PCB

Ini hanyalah PCB multilayer yang terdiri dari 32 lapisan. Lapisan disatukan untuk bekerja sebagai satu PCB. Lapisan-lapisan PCB ini canggih dan karenanya perlu menghasilkan keterampilan dan ketepatan.

Setiap desain PCB dimulai dengan perangkat lunak. Untuk PCB 32 lapis, dibuat tumpukan, yang berisi banyak lapisan PCB. Hal ini dimungkinkan melalui penggunaan mesin yang menyatukan lapisan-lapisan tersebut.

Ada beberapa alasan mengapa Anda dapat memilih untuk menggunakan PCB 32 lapis. Beberapa ide tersebut antara lain sebagai berikut:

• Digunakan dalam sistem kedirgantaraan.

• Digunakan di bidang otomotif.

Teknik Dibalik 32 Lapisan PCB

Untuk membuat PCB 32 Lapisan, Stack-Up yang terdiri dari beberapa lapisan PCB dibuat.

Hal ini dimungkinkan, mengapit berbagai PCB lapisan ganda dengan bantuan lapisan serat-epoksi isolasi di antara setiap dua lapisan PCB ganda. Bahan isolasi ini juga disebut prepreg.

Ini menyiratkan bahwa blok penyusun dasar dari setiap PCB multilayer adalah PCB lapisan ganda.

Dengan teknik fabrikasi PCB dua sisi ini, dan mesin yang lebih canggih untuk menangani peningkatan kompleksitas, fabrikasi PCB 32 Layer atau bahkan 50 Layer dapat dicapai dengan baik.

Aplikasi PCB 32 Lapisan

Mengapa kita membutuhkan PCB 32 atau 50 Layer ini? Salah satu alasan yang jelas adalah untuk secara efisien menyematkan semua sistem elektronik yang diperlukan dalam satu PCB berukuran kecil.

Meskipun perakitan komponen didedikasikan untuk lapisan atas dan bawah, dimungkinkan untuk memiliki komponen di antara Stack-up. Industri kedirgantaraan melakukan pekerjaan yang sangat baik dalam membuat desain PCB yang rumit ini.

Dalam sistem kedirgantaraan apa pun, targetnya adalah memiliki emisi elektromagnetik yang sangat sedikit atau tidak ada sama sekali. Mengatur PCB selama fase desain sangat membantu dalam menahan emisi ini.

Setiap lapisan PCB biasanya didedikasikan untuk fungsi tertentu yang tidak bertentangan dengan lapisan lainnya. Misalnya, lapisan tengah dapat digunakan sebagai bidang suplai daya, sedangkan lapisan atas dan bawah disisihkan untuk penempatan komponen.

3.6.2 PCB Multilayer

PCB multilayer memiliki jumlah lapisan konduktor yang tidak terbatas. Bantuan lapisan isolasi kemudian memisahkan lapisan-lapisan tersebut. Mereka biasanya dibuat di bagian dalam papan dua sisi. Lapisan luar umumnya terdiri dari papan satu sisi.

Produsen PCB multilayer menggunakan panas dan tekanan untuk mengikat setiap lapisan PCB untuk membentuk satu papan PCB. Setiap PCB yang memiliki lebih dari dua lapisan dapat diklasifikasikan sebagai PCB multilayer.

Its stack-up must be made as that the complete board shall meet the electrical signal and power needs and meet the mechanical strength requirements. Most professional PCB designs can exhibit around 15dB fewer emissions.

There are some reasons why you should consider using a multilayer PCB over the single or double-sided PCB’s. Some of these reasons include the following:

• They result in high quality and reliable products.
• They have a higher density of assembly.
• Increases functionality.

Precautions

When making a multilayer PCB, you must plan the configuration of your PCB stack-up. Wrong PCB configuration may give rise to undesired electromagnetic interference and poor signal integrity.

Below are some of the essential things to consider about signal when making a multilayer PCB design.

• Consider the type of signals to be routed, e.g., different signal frequencies
• Consider the signal rise and fall
• Sufficient return for the signal loop

Likely signal delay caused by permittivity – Possible cross-connection and overlap

Multilayer Pool

A circuit that has more than two layers is known as a multilayer PCB. Therefore ，this implies that the minimum number of PCB layers present for a multilayer PCB is three. Laminating the materials together is not easy but is necessary for a multilayer pool.

A multilayer pool should have no air that is trapped in between. In the manufacture of the multilayer pool, the Eagle PCB design software is necessary.

The process is complicated and, as usual, starts with the preparation of a schematic diagram. The schematic is then edited by the use of the editor menu that is on the Eagle software.

You may wonder why most PCB layers are even. It is important to note that it is more cost-effective to prepare even layers than odd ones. This is, therefore, the contributing reason for the layers being even.

4.1 Multilayer PCBs

In making multilayer PCBs, both the core and prepreg materials are used in making the layers. Prepreg materials are those that are not cured, meaning that they are malleable.

Alternative materials of both prepreg and core are then laminated together under high temperatures and pressure, making the prepreg materially, and the layers are joined together after cooling off and results in a hard and solid multilayer board.

Notice that the multilayer PCB comes with a wide range of advantages that includes:

• Increased flexibility
• Higher assembly density
• Controlled impedance features
• Small in size
• Have an EMI shielding
• It eliminates the need to interconnect harnesses which reduces the overall weight

4.2 Multilayer Pool Process

Multiple PCB making process involves using Eagle software in designing PCBs. It is a complicated procedure that starts with completing a Schematic diagram. The schematic is edited through the editor menu through Eagle software.

4.3 Multilayer Pool

After designing and drawing the schematic diagram, the next thing that needs to be done is to work out on the layout; This could be done by bringing the dimension of your printed circuit board and uploading it onto a software.

If you are using the Eagle software, you will have the opportunity to choose an appropriate grid to help each PCB layer overlap. This could be done using a button that routes each of the layers separately as per your needs.

Alternatively, you can make the multilayer pool for the PCB by auto-creating it using the Eagle software. However, if you choose this technique, it will be necessary that you cross check the components, text, layers, and dimensions.

You should then use the check rule option to evaluate the final layout.

4.4 Multilayer Circuit Boards

Multilayer printed circuit boards have become the core of the world’s electronics. They are the essential functions of components and wiring; This has made the new PCBs more advanced and sophisticated.

It gives the final users advanced flexible options and oddly shaped varieties to choose it. PCBs for simple electronics consist of a single layer, while sophisticated PCBs such as those used in computer motherboards are multiple layers; this is why they are called multilayer PCBs.

It is important to note that the advanced technology has allowed manufacturers to downsize PCBs significantly.

Multilayer PCBs are PCBs made with at least three copper foil layers. They appear like several single or double-sided PCBs which are glued together with heat and protective insulation. The two layers are customarily placed on the surface side of the PCB.

Electrical connections in the layers are achieved through vias like buried vias and plating through the holes; This results in a generation of complex PCBs that you will get on the market, which comes in varying sizes.

Multilayer PCBs were discovered through changes that were taking place in the world of electronics. Their continued use and function in the modern world of electronics have made them more complex and sophisticated.

Initially, PCBs had their problems, including crosstalk, capacitance, and noise. As a result, it was necessary that manufacturers had to come up with specific constraints to limit the issues.

The design consideration meant that it was prudent to design PCBs that would result in high levels of performance hence the double-sided PCB and so forth. It is this understanding that resulted in the discovery of multilayer PCBs.

It allowed for the packing of multilayer PCBs into small sizes to accommodate the ever-increasing needs of electronics.

The modern PCBs have various layers that range from 4-12 layers. The sheets come in even numbers to reduce issues such as warping, which is associated with an odd number of layers.

Also, it is cost-effective to produce an even number of layers compared to building a different number of layers.

Moreover, most modern devices that include smartphones and mobile devices use PCBs with 12 sheets. Some manufacturers can manufacture PCBs with about 32 layers.

Notice that while it is labor-intensive and expensive to manufacture multilayer PCBs, they are becoming important in the modern world.

The reason for this is that they come with a host of benefits than what you would get with double or single-layer PCBs.

4.5 Advantages of Multilayer PCBs

They are small in size; this is the most excellent feature of multilayer PCBs. They are smaller than single or double-layer PCBs, resulting in a significant benefit to the current trends.

They are more compact, robust and find much application in laptops, smartphones, and tablets. Are lightweight in construction.

The smaller PCBs are less weighty since they don’t use multiple connectors that require them to be interlinked to double-layered and single PCBs. This increases the mobility of the devices in which applied.

       • High quality. Creating a multilayer PCB requires proper planning and organization, meaning that the result will be products, which are better in quality compared to the double or single layer PCBs. Also, these PCBs are more reliable.

• Increased durability. Multi-layer PCBs are durable. They can withstand much weight and can handle heat and pressure that is always applied to them during binding. They also have multiple layers of insulation material between the individual layers and a prepreg bonding agent that increases their durability.

• Highly flexible.PCB assemblers that use flexible construction techniques end up with flexible multilayer PCBs, which have highly desirable features such as the ability to be applied in areas where flexing and bending will be required. However, it is important to note that the more the layers used in a PCB, the less flexible it is.

       • More powerful. The multilayer PCBs incorporate many layers into a unit PCB. So they enable the board to be more connective giving them properties that allow them to achieve higher speed and capacity even though they are small-sized.

       • Single connection point. The multilayer PCBs work in a singular unit, and so they will always have just a single connection point which is not the case when you use several single or double-layered PCBs, This is of significant benefits to the electronic world as it helps to minimize the size and weight.

4.6 Disadvantages

1. Even though we have talked much about the benefits of multilayer printed circuit boards, it is critical that they come with a few problems.

2. They are costly compared to single-layer PCB because of the complicated manufacturing process and the extensive amount of time taken to construct them. This increases the labor cost which translates to high prices of PCBs.

3. They are more challenging to manufacture and require more time and advanced manufacturing techniques than single-layered PCBs because any small flaws could make them useless.

4. The supply is limited- because they need expensive machinery to manufacture, very few manufacturers can produce them, so their production is limited.

5. Require extensive design and interconnection between the layers, and one should be able to mitigate impedance issues and crosstalk. Any single mistake can lead to the non-functioning of the board.

6. Manufacturing the PCB requires plenty of time and person-hours, and so it is sometimes difficult to deliver orders within the specified timeframes.

4.7 How Multilayer PCBs Compare With Single Layer PCBs

1. They are of high density and greater functionality because layering increases their capacity and speed.

2. They are small-sized since the addition of layers increases their surface area meaning that you will have a high ability of PCB compared to what you can get in single layer PCB.

3. They are light in weight since it requires fewer connectors and can be used in complex electrical applications.

4. The multilayer PCBs have enhanced functionality compared to single layers and have great EMI shielding, controlled impedance, and more feature despite their small size.

4.8 Application

Multilayer PCBs can be put to just any use and have become a preferred option because it can use them across all technologies.

They are found in almost all electronics, including smartphones, microwaves, and other domestic consumer equipment. They are also used in smartwatches and mobile devices because they are small and have increased functionality.

In computer electronics, they find much application in the motherboards and servers. Their space-saving feature makes it easier for them to be applied widely in the technology industry.

Multilayer PCBs are also widely applied in telecommunication devices. They are used in GPS, signal transmission as well as in satellite applications. Because they are durable, they can easily use them in towers outdoors and on mobile devices.

In industries, multilayer PCBs are quite vital because they are small in size and durable. They are therefore widely applied in industrial control and are used in running machinery in industrial applications.

The medical field has also benefited greatly from PCBs. They are found in equipment that is used in diagnosis as well as those that are used in treatment.

They are small in size lightweight, and so they can use them in heart monitors, x-ray, medical testing devices, and CAT scan equipment.

The military has also benefited a lot from multilayer PCBs. They are deployed in high-speed circuits, and so they are highly utilized in military applications. They are also used in devices that require increased movement.

The automotive industry, especially the electric car, has also significantly benefited from PCBs. They are used in GPS headlight switches and engine sensors.

They are small durable and heat-resistant, a thing that makes them entirely applicable in the automobile environment.

4.9 Multilayer Pool Technology

The technology has allowed the production of quality boards and is considered key to military, communication, and other fields that rely on multilayer PCBs.

The technology enables the manufacturers to fabricate PCBs from materials such as flex, Teflon, and polyimide, allowing them to fulfill their PCB needs.

4.10 Multilayer Pool Switch

PCBs play a vital role in manufacturing computer networking devices such as multilayer switch which provides extra function including routing capability. The switch can prioritize the packets and implement QoS differentiated services in hardware.

4.11 Multilayer Pool Ceramic Capacitor

They are popularly referred to as MLCCs and are used in building blocks in modern electronics. MLCCs make up more than 30% of the components in the hybrid circuit module.

They consist of the monolithic ceramic block with electrodes that appear on the surface end of the ceramic block that forms the contact made by having burnt in metallic layer.

Types

MLCCs come in different kinds that include those that are described as tolerance, capacitance, and dielectric, case size, and so forth. Their values vary, but the most common ones range from 10 nF to 1µF. Also, their voltage rating ranges from 16V to 100V.

As technology advances, more and more multilayer PCBs are produced. These PCBs are finding much application in both the research industry and science. Are used in security appliances, alarm systems as well as fiber optic sensors.

They are also used in weather analysis equipment and atomic accelerators.   Multilayer PCBs are becoming light-weighted, compact, and save on spaces.

PCB Layers Thickness

Different PCB layers have the different thickness depending on where they will be applied. For instance:

• 11 layer boards can be of 20 by 14 dimensions unless given additional specifications.
• Six layer boards are produced on a thickness of 0.031, 0.040, 0.047, 0.062 and 0.125 inches.
• Both the 8 and ten layer boards can be found with the thickness of 0.062, 0.093 and 0.125 inches.

The standard pooling thickness for multilayer PCBs is 1.55mm. This standard measurement is not the actual measurement for all the multilayer PCBs but can be used as a reference in their construction.

Pcb Layers Ordering

PCB layers are arranged in orders. The process of organizing these layers can be as follows:

       • Choosing the initial number of layers. Here you will select the PCB layers that will suit the need you want to achieve. If it is for home prototyping, then one or two layers can be quite useful. Four layers of PCBs are simple or rather cheap boards.

Six-layer PCBs are cheap and abundant. Eight-layer PCBs are quite cost-effective, while the 12 layers PCBs are ideal for heavy industry boards or just boards with many tracks.

• Starting the layout

       • Here, you will begin with the top and bottom signal layers. Depending on the design that you are using, the two top and bottom signals would be just enough unless you have too many connections requiring inner signal layers.

There are some options that you can use to order your PCB layers. The following are some of the most common ones:

• Four layer stack up.
• Six layer stack up.
• Eight-layer stack up.
• Ten layer stack up.
• 12 layer stack up with two additional signal layers.
• 12 layer stack up with 4 GND’s.

You can make a quote of the type of PCB you would want here https://www.wellpcb.com/pcb-quote

Conclusion

As you have seen, PCB layers make up different designs of Printed Circuit Boards for various appliances. Depending on where you would want to use the PCBs, the sheets would vary.

The single and double-sided layers are cheaper to construct but do not perform the complex operations that the multilayer PCBs can do. The multilayer PCBs are used in more advanced machines and electronics as compared to the others.

The multilayer PCBs are made out of three or more PCB layers formed of copper, among other materials. In case of any inquiries and issues, you can contact us through the following:

• [email protected]

• www.wellpcb.com