Cara Menentukan Jumlah Lapisan pada PCB
Papan sirkuit tercetak (PCB) terdiri dari apa saja mulai dari satu lapisan hingga beberapa lapisan bahan dielektrik dan konduktif. Saat diikat ke papan, lapisan ini membawa sirkuit yang memberi daya pada berbagai macam elektronik rumah, seperti jam alarm, peralatan dapur, perlengkapan meja, komputer, dan perangkat seluler.
PCB juga digunakan dalam beragam alat dan mesin industri, serta perangkat medis, komputer dan sistem penyimpanan pemerintah, dan peralatan luar angkasa. Jumlah lapisan dan dimensi papan tertentu menentukan distribusi daya PCB.
Apa itu PCB Multilayer?
Lapisan PCB adalah faktor penentu kekuatan dan kapasitas papan sirkuit tercetak. Orang sering bertanya-tanya apakah PCB satu lapis akan cukup, atau apakah lebih baik menggunakan PCB dua atau empat lapis - petunjuk:tidak ada yang namanya PCB tiga lapis - atau sesuatu dalam kisaran multilayer.
Sementara jumlah lapisan sangat bergantung pada anggaran dan kebutuhan fungsional Anda di papan PCB, ini menimbulkan pertanyaan - apa sebenarnya PCB multilayer itu? Pada dasarnya, "multilayer" mengacu pada apa pun dengan lebih dari dua lapisan, seperti PCB 4-lapisan atau sesuatu dalam rentang 6-lapisan hingga 12-dan-atas.
5 Pertanyaan untuk Menentukan Jumlah Lapisan pada PCB Multilayer
Saat Anda mempertimbangkan berapa banyak lapisan yang ideal dalam urutan PCB, Anda perlu mempertimbangkan faktor-faktor yang membuat multilayer menguntungkan untuk lapisan tunggal atau ganda, dan sebaliknya.
1. Bagaimana papan sirkuit tercetak saya akan digunakan?
Saat menghitung kebutuhan papan sirkuit tercetak, pertimbangkan jenis mesin dan perangkat yang akan digunakan oleh PCB Anda dan permintaan yang akan ditempatkan mesin/perangkat ini pada sirkuit papan. Apakah PCB ini akan digunakan dalam teknologi tinggi, elektronik yang kompleks atau dalam item yang lebih sederhana dengan fungsi minimal?
2. Berapa frekuensi operasi yang dibutuhkan?
Saat Anda mempertimbangkan pertanyaan-pertanyaan ini, pertimbangkan apa yang Anda perlukan dalam hal frekuensi operasi. Parameternya menentukan fungsi dan kapasitas PCB. Untuk kecepatan dan kapasitas operasi yang lebih tinggi, PCB multilayer sangat penting.
3. Berapa anggaran saya untuk proyek ini?
Hal lain yang perlu dipertimbangkan adalah biaya pembuatan PCB lapisan tunggal dan ganda versus multilayer. Jika Anda ingin memiliki kapasitas setinggi mungkin dalam teknologi papan sirkuit saat ini, Anda harus membayar biaya produksi yang tinggi.
4. Seberapa cepat saya membutuhkan PCB?
Lead time - waktu yang dibutuhkan untuk memproduksi satu set PCB dengan lapisan tunggal vs. beberapa lapis - juga merupakan sesuatu yang perlu dipertimbangkan saat Anda memesan pengiriman besar papan sirkuit cetak. Waktu tunggu untuk papan satu dan dua lapis bisa berkisar antara 8 hingga 14 hari, tergantung pada ukuran area papan. Kemudian lagi, jika Anda bersedia membayar lebih atau kurang, waktu tunggunya bisa sesingkat lima hari atau selama sebulan.
Waktu tunggu akan meningkat, per ukuran papan, dengan setiap lapisan yang Anda tambahkan ke pesanan. PCB dalam rentang empat hingga 20 lapisan dapat memiliki waktu tunggu antara 12 hingga 32 hari, tergantung pada apakah Anda ingin papan memiliki dimensi kecil atau besar.
5. Kepadatan dan lapisan sinyal apa yang dibutuhkan?
Jumlah lapisan PCB juga tergantung pada kepadatan pin dan lapisan sinyal. Seperti yang ditunjukkan oleh grafik di bawah ini, kepadatan pin 1,0 akan memerlukan 2 lapisan sinyal, dan jumlah lapisan yang diperlukan naik saat kepadatan pin turun. Dengan kepadatan pin 0,2 atau kurang, Anda memerlukan PCB dengan setidaknya 10 lapisan.
| Kepadatan Pin | Nomor Lapisan Sinyal | Nomor Lapisan PCB Multilayer |
| >1.0 | 2 | 2 |
| 0.6-1.0 | 2 | 4 |
| 0,4-0,6 | 4 | 6 |
| 0.3-0.4 | 6 | 8 |
| 0.2-0,3 | 8 | 12 |
| <0.2 | 10 | >14 |
PCB Satu Lapis
PCB satu lapis terdiri dari satu lapisan bahan dielektrik dan konduktif yang dilaminasi dan disolder. Sebagai komponen awal peralatan elektronik, PCB satu lapis telah digunakan sejak akhir 1950-an. Bahkan saat ini, meskipun relatif primitivisme menurut standar modern dalam elektronik rumah tangga, PCB satu lapis tetap umum di seluruh dunia.
Konstruksi PCB satu lapis sederhana, karena terdiri dari satu dialektika konduktif termal yang pertama-tama ditutupi dengan laminasi tembaga dan diakhiri dengan soldermask. Ilustrasi PCB satu lapis umumnya akan menunjukkan tiga strip warna untuk mewakili lapisan dan dua penutupnya - abu-abu untuk lapisan dielektrik itu sendiri, coklat untuk laminasi tembaga dan hijau untuk topeng solder.
Karena desainnya yang sederhana, PCB satu lapis mudah dibuat dalam jumlah besar dan karena itu merupakan papan sirkuit tercetak yang paling hemat biaya. Meskipun lapisan tunggal merupakan komponen teknologi yang terbatas menurut standar kontemporer, lapisan ini tetap memberikan manfaat berikut kepada produsen:
• Desain sederhana yang mudah dipahami oleh sebagian besar produsen
• Tidak rumit, dan oleh karena itu tidak mungkin menimbulkan masalah produksi
• Terjangkau dan nyaman untuk produksi dalam jumlah besar
Saat ini, PCB satu lapis diproduksi dengan ketebalan tembaga-laminasi dari satu hingga 20 ons. PCB satu lapis dirancang untuk beroperasi pada kisaran suhu antara 130 dan 230 derajat Celcius.
Pada dekade sebelumnya, PCB lapisan tunggal digunakan di sebagian besar perangkat listrik. Saat ini, sebagian besar elektronik rumah berteknologi tinggi telah beralih ke PCB multilayer, yang dioptimalkan untuk berbagai tuntutan yang lebih kompleks. Meskipun demikian, PCB satu lapis masih umum di beberapa perangkat sederhana di ruang keluarga, dapur, dan kantor, termasuk:
• Kalkulator - Beberapa kalkulator paling dasar bekerja dengan PCB satu lapis.
• Radio - Beberapa radio, seperti jam alarm radio murah dari toko peralatan umum, sering menggunakan PCB satu lapis.
• Pembuat kopi - Peralatan pembuat kopi sering menggunakan PCB satu lapis.
PCB satu lapis juga umum di sensor, lampu LED, printer, kamera pengintai, dan sirkuit pengatur waktu.
PCB Lapisan Ganda
PCB dua lapis adalah langkah selanjutnya dalam teknologi papan sirkuit tercetak. Dengan kapasitasnya yang lebih tinggi, PCB dua lapis - secara bergantian disebut PCB dua lapis - dapat mendukung perangkat elektronik kontemporer yang lebih luas daripada PCB satu lapis. Pada saat yang sama, PCB dua lapis jauh lebih rumit dari sudut pandang manufaktur daripada berbagai papan sirkuit cetak bertingkat di pasar saat ini. Dengan demikian, dua-lapisan adalah opsi PCB yang paling banyak digunakan.
PCB dua lapis sangat mirip dengan PCB satu lapis, tetapi dengan bagian bawah bayangan cermin terbalik. Dengan PCB dua lapis, lapisan dielektrik lebih tebal daripada di lapisan tunggal. Selanjutnya, dielektrik dilaminasi dengan tembaga di kedua sisi atas dan bawah. Selain itu, laminasi dilapisi dengan soldermask di bagian atas dan bawah.
Ilustrasi PCB dua lapis umumnya terlihat seperti sandwich tiga lapis, dengan lapisan abu-abu tebal di tengah yang mewakili dielektrik, strip coklat kembar di atas dan di bawah yang mewakili tembaga dan strip hijau tipis di sepanjang bagian atas dan bawah yang mewakili topeng solder.
Berkat sisi atas dan bawahnya yang sama, PCB dua lapis memungkinkan lebih banyak jejak perutean. Manfaat PCB dua lapis meliputi:
• Fleksibilitas desain yang membuatnya cocok untuk berbagai perangkat
• Sirkuit padat yang membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi modern
• Konstruksi berbiaya rendah, yang membuatnya nyaman untuk produksi massal
• Desain sederhana, yang memudahkan manufaktur di seluruh dunia untuk memahami
• Ukuran kecil, yang memungkinkannya untuk masuk berbagai perangkat
PCB dua lapis dapat diterapkan ke berbagai perangkat elektronik sederhana dan lebih kompleks. Contoh perangkat yang diproduksi secara massal yang berisi PCB dua lapis meliputi:
• Unit HVAC - Sistem pemanas dan pendingin perumahan dari berbagai merek dilengkapi papan sirkuit cetak dua lapis.
• Amplifier - The PCB dua lapis telah melengkapi unit penguat yang digunakan oleh banyak musisi.
• Printer - Berbagai periferal komputer mengandalkan PCB dua lapis.
PCB dua lapis juga telah digunakan dalam relai kontrol, catu daya, penerangan LED, reaktor saluran, peralatan pengujian, dan mesin penjual otomatis.
PCB Empat Lapisan
Papan empat lapis terdiri dari kumpulan lapisan yang lebih kompleks daripada PCB satu atau dua lapis. Sedangkan PCB lapisan tunggal dan ganda mengandung satu baris bahan dielektrik, PCB empat lapisan berisi beberapa. Seperti semua papan sirkuit cetak bertingkat, PCB empat lapis mencakup beberapa lapisan bahan konduktif dan tembaga di antara topeng solder atas dan bawah.
Susunan PCB empat lapis terdiri dari lapisan berikut:
• Empat strip tembaga konduktif
• Tiga lapisan dielektrik dalam - dua prepreg dan satu inti
• Lapisan masker solder dielektrik kembar di bagian atas dan bawah
Dalam desain PCB 4 lapis, 4 strip tembaga dibagi secara internal oleh 3 dielektrik bagian dalam dan disegel di bagian atas dan bawah oleh soldermask. Umumnya, aturan desain PCB 4 lapis diilustrasikan dengan 9 strip dan 3 warna - coklat untuk tembaga, abu-abu untuk inti dan prepreg, dan hijau untuk soldermask.
Meskipun ilustrasi umum dari desain PCB empat lapis tampaknya menunjukkan bahwa prepreg dan lapisan inti terdiri dari bahan yang sama, yang pertama tidak sepenuhnya sembuh, dan karena itu lebih lembut daripada inti. Selama proses manufaktur, panas dan tekanan diterapkan pada susunan empat lapis yang menyebabkan prepreg dan inti meleleh dan menyatukan lapisan.
PCB empat lapis menguntungkan bagi produsen di berbagai bidang, karena ini dan papan sirkuit cetak multilayer lainnya memberikan manfaat berikut:
• Daya Tahan - PCB empat lapis lebih kuat dari papan satu dan dua lapis.
• Ukuran ringkas - Desain kecil dari PCB empat lapis dapat masuk ke berbagai perangkat.
• Fleksibilitas - PCB empat lapis dapat bekerja di berbagai jenis elektronik, baik yang sederhana maupun yang kompleks.
• Aman - Dengan penyelarasan yang tepat antara lapisan daya dan arde, PCB empat lapis melindungi terhadap interferensi elektromagnetik.
• Ringan - Perangkat yang dilengkapi PCB empat lapis memiliki lebih sedikit kabel internal, dan oleh karena itu sering kali membebani lebih sedikit.
Meskipun produksi papan bertingkat membutuhkan keahlian yang lebih besar, setiap biaya PCB empat lapis tambahan diperoleh kembali sepuluh kali lipat oleh produk bernilai lebih tinggi yang dapat didukung secara mekanis oleh empat lapis. Beberapa perangkat modern yang paling penting untuk menampilkan PCB empat lapis adalah sebagai berikut:
• Sistem satelit - PCB bertingkat telah melengkapi satelit yang mengorbit yang memungkinkan komunikasi dalam skala global.
• Perangkat genggam - Ponsel dan tablet sering kali dilengkapi dengan PCB empat lapis.
• Peralatan probe luar angkasa - Papan sirkuit cetak multilayer memiliki perangkat eksplorasi ruang angkasa yang memungkinkan kita melihat jauh ke dalam galaksi.
PCB empat lapis juga umum dalam peralatan sinar-X, server file, akselerator atom, teknologi pemindaian CAT, dan sistem deteksi nuklir. Lebih dari PCB satu dan dua lapis, papan sirkuit empat lapis juga dapat bermanfaat bagi proses di mana crosstalk menjadi masalah.
PCB Enam Lapisan
PCB enam lapis adalah tempat teknologi papan sirkuit benar-benar mulai masuk ke aspek yang lebih maju dari elektronik saat ini. Dengan PCB enam lapis, produsen dapat memberi daya pada berbagai produk teknologi komersial, perangkat perawatan kesehatan, dan mesin industri.
Penumpukan PCB enam lapis mirip dengan empat lapis, tetapi dengan dua lapisan tembaga tambahan dan dua baris bahan dielektrik tambahan. Dalam susunan enam lapis, baris dielektrik kedua dan keempat diberi label sebagai "inti", dan baris pertama, ketiga dan kelima adalah prepreg. Dari enam baris tembaga konduktif, baris kedua dan kelima adalah bidang dan sisanya adalah sinyal.
Sejak perkembangannya, PCB 6-lapisan telah menjadi anugerah bagi industri elektronik. Dengan keunggulan teknologi mereka yang luas untuk papan lapis tunggal dan ganda, mereka telah memungkinkan produsen untuk menghadirkan seluruh perangkat inovatif ke hadapan publik. Beberapa keunggulan utama PCB enam lapis meliputi:
• Kekuatan - PCB enam lapis lebih tebal dan karenanya lebih kuat daripada pendahulunya yang berlapis lebih tipis.
• Kekompakan - Dengan enam lapis, papan setebal ini memiliki kapasitas teknologi yang lebih besar, dan karena itu dapat mengkonsumsi lebih sedikit lebar.
• Kapasitas tinggi - PCB dengan enam lapisan atau lebih menyediakan daya optimal bagi perangkat elektronik dan sangat mengurangi kemungkinan interferensi interferensi elektromagnetik dan cross-talk.
Papan sirkuit cetak bertingkat enam lapis atau lebih telah memungkinkan teknologi komputer berkembang pesat selama dua dekade terakhir. PCB tingkat ini telah mengembangkan elektronik berikut:
• Komputer - PCB 6 lapis telah membantu mendorong evolusi cepat komputer pribadi, yang menjadi lebih ringkas, ringan, dan lebih cepat.
• Penyimpanan data - kapasitas tinggi dari enam lapisan PCB telah membuat perangkat penyimpanan data semakin banyak akal selama dekade terakhir.
• Sistem alarm kebakaran - Dengan papan sirkuit 6 lapisan atau lebih, sistem alarm menjadi semakin tepat dalam mendeteksi bahaya nyata. saat itu muncul.
PCB enam lapis juga telah digunakan dalam transmisi ponsel, reseptor serat optik, monitor jantung, kontrol industri, dan teknologi GPS.
PCB Multilayer yang Kompleks
Saat papan sirkuit tercetak multilayer bertambah dalam jumlah lapisan melebihi angka empat dan enam, lapisan lebih lanjut dari tembaga konduktif dan bahan dielektrik akan ditambahkan ke tumpukan.
Misalnya, PCB delapan lapis berisi empat bidang dan empat lapisan tembaga sinyal - semuanya delapan - diikat oleh tujuh baris dalam bahan dielektrik. Penumpukan delapan lapis disegel di bagian atas dan bawah dengan soldermask dielektrik. Pada dasarnya, susunan PCB delapan lapis mirip dengan enam lapis, tetapi dengan pasangan tambahan tembaga dan kolom prepreg.
Tren berlanjut dengan PCB 10-lapisan, yang menambahkan dua lapisan tembaga lagi dengan total enam sinyal dan empat lapisan tembaga datar - semuanya 10. Mengikat tembaga dalam susunan PCB 10 lapis adalah sembilan kolom bahan dielektrik - lima prepreg dan empat inti. Tumpukan PCB sepuluh lapis disegel, seperti yang lainnya, dengan masker solder dielektrik di bagian atas dan bawah.
Pada saat Anda sampai ke susunan PCB 12-lapisan, Anda memiliki papan dengan 4 bidang dan 8 lapisan konduktif sinyal, diikat oleh 6 sinyal dan 5 kolom inti bahan dielektrik. Tumpukan PCB 12 lapis disegel dengan soldermask dielektrik. Secara umum, ilustrasi PCB multilayer menggambarkan lapisan dan bahan pengikat dengan warna berikut - coklat untuk sinyal/tembaga bidang, abu-abu untuk bahan dielektrik prepreg/inti, dan hijau untuk topeng solder atas/bawah.
PCB multilayer dari varietas delapan, 10 dan 12 lapisan bermanfaat di banyak perangkat berteknologi tinggi dan sistem komputer. Dalam beberapa dekade terakhir, pengembangan papan sirkuit cetak multilayer telah menyebabkan kemajuan pesat teknologi komputer - dari sistem kHz dahulu kala hingga mesin GHz saat ini.
Mesin dan perangkat di berbagai sektor - komersial, industri, medis, pemerintah, kedirgantaraan - terus berkembang dalam kecepatan, kapasitas, kekompakan, dan kemudahan penggunaan, berkat perkembangan pesat yang diberikan oleh PCB multilayer yang semakin kompleks saat ini.
Distribusi Lapisan
Cara termudah untuk memikirkan papan sirkuit tercetak adalah dengan membayangkan lapisan seperti lasagna di mana bahan konduktif dan dielektrik terikat bersama dalam soldermask. Papan empat lapis, misalnya, biasanya terdiri dari lapisan yang berjarak sama dengan bidang di tengahnya. Meskipun hal ini dapat membuat papan tampak simetris, hal ini tidak selalu memiliki efek yang paling diinginkan dalam hal kompatibilitas elektromagnetik.
Susunan lain yang dapat menghasilkan efek yang tidak diinginkan adalah dengan memasangkan dua bidang di tengah, sementara lapisan sinyal dan bidang mengapit dielektrik besar. Meskipun pengaturan ini memungkinkan penyimpanan muatan listrik di antar-bidang, hal itu dapat menyebabkan transmisi sinyal dan efek elektromagnetik yang tidak diinginkan. Untuk alasan ini, para ahli saat ini di bidang PCB umumnya memilih papan dengan setidaknya empat lapisan, bukan dua.
Untuk meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik papan empat lapis, bidang dan lapisan sinyal harus ditempatkan sedekat mungkin. Juga, inti antara bidang tanah dan daya harus besar. Pengaturan ini akan mengurangi kemungkinan transmisi sinyal yang tidak diinginkan antara jejak dan menjaga oposisi antara sirkuit dan arus pada tingkat yang dapat diterima.
Kisaran ideal oposisi antara sirkuit dan arus akan berada di rata-rata 50 sampai 60 ohm. Ingat, ketika impedansi rendah, arus yang ditarik melonjak, yang merupakan efek yang tidak diinginkan. Impedansi tinggi akan menghasilkan jumlah interferensi elektromagnetik yang lebih besar dan membuat papan lebih rentan terhadap interferensi asing.
Pilih PCBCart untuk Kebutuhan PCB Standar dan Multilayer Anda
Dunia saat ini dilengkapi dengan segala jenis perangkat elektronik yang menawarkan banyak fitur yang tidak dapat dibayangkan secara teknologi bahkan 50 tahun yang lalu. Banyak dari perkembangan ini disebabkan oleh kemampuan yang diberikan oleh PCB. PCB memungkinkan perangkat kompak yang nyaman untuk melakukan berbagai tugas kompleks, banyak di antaranya dapat diminta dari jarak jauh.
Sejak 2005, PCBCart telah memproduksi papan sirkuit tercetak ke lebih dari 10.000 perusahaan di seluruh dunia. Dengan lebih dari 99% kepuasan pelanggan, papan kami telah banyak digunakan untuk mendukung berbagai macam produk. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang opsi PCB kami, silakan periksa halaman berikut:
• Manfaat dan Aplikasi PCB Multilayer
• Layanan Fabrikasi PCB Layanan Lengkap hingga 32 Lapisan
• Layanan Perakitan PCB Turnkey Lanjutan – Banyak Opsi Nilai Tambah
• Manfaat Memilih PCBCart sebagai Mitra PCB Anda
Tertarik memesan PCB single layer atau multilayer? Dapatkan penawaran gratis tanpa kewajiban hari ini!
