PCB Multilayer Dijelaskan: Panduan Ultima tentang Lapisan PCB

Pada Multilayer Pool, Printed Circuit Boards memiliki berbagai macam lapisan yang berbeda. Lapisan-lapisan ini dapat membingungkan mereka yang tidak begitu ahli dan berpengalaman di bidang ini.

Sebagian besar prototipe PCB, yang dibuat dengan cepat, adalah 2 lapisan. Namun, banyak perangkat elektronik tidak terbatas pada papan double-layer. 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. Terkait lapisan PCB, juga disebut sebagai lapisan tembaga yang diberikan dalam jumlah dan urutan tertentu.

Lapisan tembaga dapat disebut sebagai signal layers atau hanya lapisan. Lapisan PCB dinamakan berdasarkan posisinya dan fungsi yang mereka berikan. PCB diperingkat berdasarkan jumlah lapisan tembaga.

Papan yang memiliki satu atau dua lapisan, misalnya, dapat disebut sebagai 1-layer PCB atau single-sided PCB dan 2-sided layer PCB atau simply double-sided PCB, masing-masing.

Ada berbagai macam Lapisan PCB, dan yang berikut adalah yang umum:

1. Mechanical Layer

2. Overlay / Silkscreen Layers

3. Routing Layers

4. Solder Mask Layers

5. Solder Paste Layers

6. Keep Out Layer

7. Ground Planes and Power Planes

8. Split Planes

Ingat bahwa tidak semua PCB terdiri dari semua lapisan yang disebutkan di atas. Spesifik desain Anda adalah yang menentukan kebutuhan untuk berbagai jenis lapisan. Papan satu lapisan biasanya terdiri dari enam jenis lapisan.

Ini mencakup mechanical layer, keep out layer, routing layer, overlay layer, solder mask layer, dan solder paste layer.

Quando datang ke multilayer PCBs, mereka terdiri dari enam lapisan, ditambah kombinasi dari power plants lain, ground planes, dan routing layer tambahan.

PCB dua lapisan, empat lapisan, dan enam lapisan adalah papan yang paling umum, dan tidak biasa untuk memiliki PCB yang memiliki lebih dari 12 lapisan.

1.2 Mechanical Layer

Sementara Anda mungkin memiliki beberapa mechanical layers, Anda masih akan membutuhkan satu – setidaknya – untuk membangun papan Anda. Mechanical layer paling dasar menentukan dimensi fisik papan Anda.

Mechanical layer juga dikenal sebagai Mechanical 1. Lapisan yang akan digunakan oleh pemroduk untuk memotong papan sirkuit dari bahan mereka.

Printed Circuit Boards dapat sederhana seperti hanya satu routing layer yang mencakup dimensi fisik papan Anda atau kompleks seperti papan dengan banyak lapisan, termasuk semua lapisan yang disebutkan dalam artikel ini.

Di sisi lain, saat dianggap secara terpisah, setiap lapisan tunggal memiliki fungsi tertentu dan khusus. Penting untuk memahami tujuan setiap lapisan karena saat Anda melakukannya, konstruksi PCB menjadi sangat sederhana terlepas dari seberapa rumit papannya.

Kerangka kerja ini dapat berupa persegi panjang sederhana, bentuk rumit dengan sudut melengkung dan/atau potongan.

Meskipun ini jarang, lebih banyak mechanical layers disertakan, menentukan spesifikasi tooling dan informasi otomatis lainnya. Namun, mechanical layers tambahan ini tidak diperlukan untuk sebagian besar printed circuit boards.

Layer Stack Up (Membedakan dengan Lapisan PCB)

2.1 Apa itu Layer Stack Up?

Layer stack up adalah penempatan yang tepat dari jenis lapisan. PCB umumnya dikategorikan menjadi tiga:

• Single layers.
• Double layers.
• Multi-layers.

Istilah-istilah di atas menggambarkan jumlah lapisan tembaga dalam PCB. Multi-layer PCB menggambarkan yang memiliki lebih dari dua lapisan dalam rentang 4, 6, dan 8.

Dalam multi-layer, lapisan atas dan bawah dikenal sebagai outer layers, sementara yang di antaranya dikenal sebagai inner layers. Kompleksitas dalam pembuatan multi-layer PCBs membuatnya cukup mahal dibandingkan dengan double dan single-layer PCBs.

Dalam layer stack up, ada beberapa hal yang dapat Anda pertimbangkan, dan ini meliputi hal berikut:

• Substrate material.
• The PCB layers order.
• The copper thickness.

Desain sirkuit yang berbeda memiliki layer stack-up yang berbeda yang sesuai untuknya. Layer stack-up penting dalam fungsi Printed Circuit Boards.

Berbagai masalah dapat muncul ketika layer stack up tidak direncanakan dengan baik, dan ini termasuk hal berikut:

• Signals crosstalk.
• Coupling.
• Overshoot.
• Undershoot.
• Electromagnetic interferences.
• Signal dissipation.

Untuk menghindari masalah di atas dan bahkan lebih banyak, penting untuk memiliki PCB layer stack up yang direncanakan dengan baik. Anda dapat menghemat banyak dengan merancang PCB layer stack up yang efisien, yang dapat membantu mencegah masalah potensi yang mungkin muncul karena desain yang tidak tepat.

In Layer Stackup besides the PCB layers order, substrate material, copper thicknesses are also considered.

Ada layer stacks yang berbeda untuk berbagai jenis desain sirkuit. PCB layer stack up yang direncanakan dengan baik memastikan kinerja terbaik dari PCB, seperti mengurangi electromagnetic interferences, signals crosstalk, coupling, overshoot and undershoot, dan signal dissipation.

Desain yang akan diselesaikan dan yang memenuhi syarat pada kali pertama dapat secara signifikan mengurangi biaya dan waktu siklus desain. Ini mungkin jika masalah integritas sinyal dihilangkan sebelum timbul.

In figure 1 below two 8-layer, stack up schemes are shown that emphasize the changing order of layers.

Selain signal layers, power planes juga memainkan peran penting dalam pengembangan produk yang sukses.

Sinyal, baik digital maupun analog, dapat dirute melalui microstrip lines atau strip lines yang mengurangi crosstalk dan dengan demikian meningkatkan integritas sinyal.

Sinyal frekuensi rendah dirute pada inner layers, sedangkan sinyal frekuensi tinggi dirute pada outer layers.

Ini adalah praktik yang baik untuk menempatkan ground plane layer berdekatan dengan setiap signal layer; namun, untuk mengurangi layer stack up dan biaya produksi, ground layer ditempatkan setelah setiap dua signal layers. Power planes juga harus berdekatan dengan ground planes yang membuat coupling yang erat.

Power planes dibagi menjadi lebih dari satu bagian dalam kasus banyak power supply rails. Biasanya, ketebalan PCB adalah 1.6mm, tetapi sulit untuk menjaga ketebalan 1.6mm lebih dari 12 lapisan.

In figure 1 below two 8-layer, stack up schemes is shown that emphasize the changing order of layers.

In figure 2 10-layer PCB Stackup scheme is described.

2.2 Membedakan Lapisan PCB Dari Layer Stack Up

Sejauh dua istilah ini mungkin tampak memiliki arti yang sama, ini sepenuhnya tidak seperti itu. Layer stack up, sebagaimana didefinisikan di atas, adalah penempatan yang tepat dari jenis lapisan.

Di sisi lain, PCB layers merujuk pada lapisan tembaga yang diberikan dalam jumlah dan urutan tertentu. Sementara layer stack up berkaitan dengan perencanaan lapisan, PCB layers berkaitan dengan jumlah dan urutan lapisan.

Jenis Lapisan PCB

3.1 1-Layer PCB

Sering disebut sebagai single layer PCB, one layer PCB dicetak dari satu sisi; ini berarti lembar PCB berada di satu sisi bersama dengan bahan konduktif, sementara di sisi lain, komponen elektronik terhubung.

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

Single layer PCB's ada dalam berbagai jenis. Beberapa di antaranya meliputi hal berikut:

• Flexible PCBs. PCB satu lapisan ini terbuat dari bahan fleksibel bukan bahan keras. Bahan yang dapat digunakan dalam hal ini meliputi plastik. Biaya produksi untuk jenis PCB satu lapisan ini cukup tinggi, sehingga tidak hemat.

• Rigid PCBs. PCB satu lapisan ini terbuat dari bahan keras seperti fiberglass. Mereka tidak fleksibel dan oleh karena itu tidak memungkinkan sirkuit untuk membengkok. Mereka biasanya digunakan di sebagian besar perangkat seperti kalkulator, sumber daya, dll.

• High-frequency PCB’S. PCB satu lapisan ini digunakan dalam sirkuit yang memerlukan frekuensi yang sangat tinggi untuk beroperasi. Dalam memilih bahan yang tepat untuk PCB seperti ini, thermal expansion, water absorption, dan dielectric loss adalah beberapa faktor yang dipertimbangkan

• Rigid-flex PCBs. PCB satu lapisan ini terbuat dari kombinasi plastik dan fiberglass. Keduanya digabungkan ke dalam satu lapisan. Kombinasi ini mengurangi ukuran dan bobot PCB dengan demikian.

• Aluminum backed PCBs. PCB satu lapisan ini terbuat dari bahan aluminium. Desain PCB ini hampir mirip dengan yang tembaga, hanya saja perbedaannya terjadi pada artikel yang telah digunakan.

Layer PCBs cukup sederhana, seperti yang Anda lihat. Namun, jangan biarkan kesederhanaannya menipu Anda tentang apa yang dapat mereka capai. Mereka mungkin sederhana, tetapi mereka menghasilkan banyak tentang bekerja dalam perangkat yang kompleks. Ada beberapa fungsi yang dilakukan oleh mereka, dan beberapa di antaranya meliputi hal berikut:

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

Single layer PCB’s memiliki beberapa keuntungan, misalnya:

• Mudah untuk dibuat dan dirancang.
• Mudah dipasang.
• Hemat biaya.
• Mudah dipahami.
• Terdapat probabilitas rendah untuk short-circuiting.
• Lebih andal dan efisien.

3.2 2-Layers PCB

A two-layer PCB is also called a double-layer or double-sided PCB. It is mainly made of an FR-4 glass epoxy substrate laminated with thin copper film or layers on both sides. It is the simplest and the most economical PCB to design.

A two-layer PCB can easily be manufactured by a professional PCB Prototyping factory (e.g., wellpcb.com) and made at home. Two-layer PCB has only the top and the bottom copper layers.

It is a simple design to come up with, not forgetting how economical it is too. This PCB design can easily be manufactured at home with the right software. It is mostly just made by PCB prototyping companies.

The PCB layers in this design are mainly the signal layer which forms the top layer, and the bottom layer made up of electrical components. All the components of a double layer PCB are as follows:

• Trace.
• Pads.
• PCB layers that include the silk layer, the top, and the bottom layer.
• Solder mask.

Ada beberapa tempat di mana double layer PCB’s digunakan. Beberapa area aplikasi meliputi hal berikut:

       • Dalam pencahayaan. Double layer PCB's digunakan dalam lampu LED dan oleh karena itu daya yang mereka miliki.

• Dalam perangkat medis. Double-layer PCBs digunakan dalam peralatan medis seperti pacemaker dan mesin CAT check.

• Industri otomotif dan penerbangan. Di kedua industri mobil dan penerbangan, PCB digunakan secara signifikan. Double-sided PCB’s untuk lebih tepatnya, digunakan terutama di kedua industri ini.

Double layer PCB’s datang dengan berbagai macam keuntungan. Anda dapat melihat beberapa di antaranya di bawah ini:

• Mereka membuat pembuatan track lebih sederhana.
• Mengizinkan ketebalan lebih tinggi dalam segmen.
• Menawarkan pengedapan panas yang diperluas.

3.3 4-Layers PCB

A four-layer PCB has four copper layers. The top and bottom layers are the routing layers, while the two layers sandwiched between are the power and ground planes.

Between the Four-layer, PCB Copper layers are the Core and the Prepreg. During manufacture, all these elements are brought together (sandwiched) by a laminate under high heat and pressure to ensure that the whole stack-up is held together.

The four-Layer PCB can contain through vias, blind vias, and buried vias. For a four-Layer PCB, buried via can only be between the second and the third layer, and the blind vias can be between the top (first) and the second layer or between the bottom (fourth) and the third layer.

The typical stack-up for a four-layer board would be power & ground for the inner two layers and then the signals on the outer two layers. One usually would route the two signal layers perpendicularly.

It’s not as critical if the layers are separated by power and ground, but if you have signals on adjacent layers, it becomes more important to minimize crosstalk.

Seperti yang disebutkan, biasanya seseorang menomori dari 1 hingga n, mulai dari atas ke bawah. Ini adalah konvensi satu-satunya; Anda dapat melakukan apa pun yang Anda suka, karena Anda akan memberikan informasi stack-up saat Anda mengirim file untuk produksi.

Dalam pembuatan PCB empat lapisan, biaya dapat cukup berguna jika Anda memiliki pabrik manufaktur.

3.4 6-Layers PCB

Desain yang membuat enam-lapis PCB adalah imun dan tenang. Ada beberapa alasan mengapa enam-lapis PCB menguntungkan dibandingkan dengan yang lain. Beberapa ide meliputi hal berikut:

       • Trace yang berada di antara lapisan ketiga dan pertama tidak memerlukan perawatan khusus.

       • Setiap trace memiliki kedekatan dengan ground.

3.4.1 Reference Plane

Reference plane digunakan untuk mentransfer return current. Dalam desain empat lapisan, lapisan satu memiliki return currency frekuensi tinggi pada lapisan kedua, dan lapisan keempat juga memiliki frekuensi tinggi pada lapisan ketiga; oleh karena itu tidak ada perbedaan dengan enam-lapis PCB.

Ketika reference planes dipindahkan lebih dekat ke routing atau signal layers, Anda akan memotong area loop yang menentukan radiated emissions dan kepepadian pada frekuensi tinggi.

Berikut adalah beberapa faktor yang membuat enam-lapis stack bekerja dengan baik.

1. Kedekatan dengan ground oleh setiap trace.

2. Kedekatan ground planes dan power yang menciptakan planner capacitance.

3. Trace di antara lapisan ketiga dan pertama yang tidak memerlukan perawatan khusus.

4. Reference plane lapisan empat lebih tinggi dari jarak antara itu dan lapisan 2.

3.4.2 The Common 6 Layer PCB Stack-Up Design

Desain enam-lapis PCB terbaik akan memerlukan stitching untuk menghubungkan dua ground planes yang ditemukan di PCB, yang seharusnya mengembalikan current ke reference planes. Beberapa orang mengatakan bahwa menambahkan extra ground planes membantu dalam shielding terhadap emissions dan immunity.

3.4.3 PCB Plane Cuts Kill EMC

Plane cuts dapat merusak EMC baik dalam emissions maupun susceptibility. Plane cuts atau voids terjadi ketika power atau ground plane memiliki potongan yang disengaja atau tidak disengaja melalui bagian dari sebuah plane. Plane cuts datang dalam berbagai ukuran dan bentuk.

A current return path on the plane is some few thousand inches away, and in good designs, the trace runs adjacent to the plane hence making the return current path to be nearby thus forming the loop area to be relatively small.

Ketika Anda memperkenalkan beberapa void pada copper plane layer, Anda harus membuat loop yang diperlukan untuk trace yang berjalan melintasi voids dan plane cuts. Ini membuat current loop area jauh lebih signifikan.

3.5 8-Layers PCB

Papan delapan lapisan dapat menambahkan dua routing layer lagi atau meningkatkan performa EMC dengan menambahkan dua plane lagi.

Persentase kenaikan biaya papan delapan lapisan dibandingkan papan enam lapisan lebih kecil daripada persentase kenaikan dari empat ke enam lapisan, sehingga memudahkan untuk membenarkan kenaikan biaya untuk performa EMC yang ditingkatkan.

Oleh karena itu, sebagian besar papan delapan lapisan terdiri dari empat wiring layer dan empat plane.

Secara umum, untuk membuat Enam-lapis PCB, Anda memerlukan lapisan copper, prepreg, dan core yang bergantian. Prepreg bertindak sebagai perekat yang menggabungkan secara erat stack-up Enam-lapis PCB menjadi satu papan.

Mengikuti aturan untuk meningkatkan kompatibilitas elektromagnet, konfigurasi Enam-lapis PCB sederhana akan terlihat seperti di bawah ini. Penting untuk dicatat bahwa Enam-Lapis PCB dapat mencapai integritas sinyal yang tinggi dibandingkan dengan PCB enam-lapis dan di bawahnya.

Anda dapat memilih metode desain stack-up 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 sinyal.

Selain itu, untuk performa EMI yang baik, sebaiknya memastikan bahwa setiap signal layer memiliki referensi-nya.

Ada beberapa keuntungan yang datang dengan menggunakan Enam-lapis PCB. Beberapa keuntungan dan manfaat meliputi hal berikut:

       • Ini mengurangi interferensi elektromagnetik yang dapat menyebabkan gangguan.

       • Ini meningkatkan integritas sinyal.

3.6 Multilayer PCB

3.6.1 32 Layers PCB

Ini hanyalah multilayer PCB yang terdiri dari 32 lapisan. Lapisan-lapisan ini digabungkan untuk bekerja sebagai satu PCB. Lapisan PCB ini canggih dan oleh karena itu memerlukan keterampilan dan presisi untuk dibuat.

Setiap desain PCB dimulai dengan perangkat lunak. Untuk PCB 32 lapisan, sebuah stack-up dibuat yang berisi banyak lapisan PCB. Ini dimungkinkan melalui penggunaan mesin yang menyandwich lapisan-lapisan bersama.

Ada beberapa alasan mengapa Anda dapat memilih untuk menggunakan PCB 32 lapisan. Beberapa ide meliputi hal berikut:

       • Digunakan dalam sistem penerbangan.

       • Digunakan dalam bidang otomotif.

    Technique Behind 32 Layer PCB

Untuk memproduksi PCB 32 Lapisan, sebuah Stack-Up yang terdiri dari beberapa lapisan PCB dibangun.

Ini dimungkinkan dengan menyandwich berbagai PCB dua lapisan dengan bantuan lapisan fiber-epoksis insulasi di antara setiap dua PCB dua lapisan. Bahan insulasi ini juga disebut prepreg.

Ini berarti bahwa blok konstruksi dasar dari setiap multilayer PCB adalah PCB dua lapisan.

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

    32 Layer PCB Applications

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

Meskipun pemasangan komponen didedikasikan untuk lapisan atas dan bawah, mungkin untuk memiliki komponen di antara Stack-up. Industri penerbangan melakukan pekerjaan yang baik dalam membuat desain PCB kompleks ini.

Dalam sistem penerbangan apa pun, tujuannya adalah memiliki emisi elektromagnetik yang sangat sedikit atau tidak ada sama sekali. Mengatur PCB selama fase desain melakukan pekerjaan yang baik dalam menangkap emisi ini.

Setiap lapisan PCB biasanya didedikasikan untuk fungsi tertentu yang tidak bentrok dengan lapisan lainnya. Misalnya, lapisan tengah dapat digunakan sebagai supply power planes, sementara lapisan atas dan bawah disediakan untuk penempatan komponen.

3.6.2 Multilayer PCB

Multilayer PCBs memiliki jumlah lapisan konduktif yang tidak terbatas. Bantuan lapisan insulasi kemudian memisahkan lapisan-lapisan. Biasanya mereka dibuat di dalam papan double-sided. Lapisan luar biasanya terdiri dari papan single-sided.

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

Stack-up-nya harus dibuat sehingga papan lengkap akan memenuhi kebutuhan sinyal listrik dan daya serta memenuhi persyaratan kekuatan mekanik. Sebagian besar desain PCB profesional dapat menunjukkan sekitar 15dB emisi yang lebih rendah.

Ada beberapa alasan mengapa Anda harus mempertimbangkan untuk menggunakan multilayer PCB dibandingkan dengan single atau double-sided PCB’s. Beberapa alasan ini meliputi hal berikut:

• Mereka menghasilkan produk berkualitas tinggi dan andal.
• Mereka memiliki kepadatan pemasangan yang lebih tinggi.
• Meningkatkan fungsionalitas.

Precautions

Saat membuat multilayer PCB, Anda harus merencanakan konfigurasi stack-up PCB Anda. Konfigurasi PCB yang salah dapat mengakibatkan interferensi elektromagnetik yang tidak diinginkan dan integritas sinyal yang buruk.

Di bawah ini adalah beberapa hal penting yang harus dipertimbangkan tentang sinyal saat membuat desain multilayer PCB.

• Pertimbangkan jenis sinyal yang akan dirute, misalnya, frekuensi sinyal yang berbeda
• Pertimbangkan kenaikan dan penurunan sinyal
• Return yang cukup untuk loop sinyal

Kemungkinan penundaan sinyal yang disebabkan oleh permittivity – Kemungkinan cross-connection dan overlap

Multilayer Pool

Sirkuit yang memiliki lebih dari dua lapisan dikenal sebagai multilayer PCB. Oleh karena itu ,artinya bahwa jumlah minimum lapisan PCB yang ada untuk multilayer PCB adalah tiga. Melaminasi bahan-bahan bersama tidak mudah tetapi diperlukan untuk multilayer pool.

Sebuah multilayer pool tidak boleh memiliki udara yang terperangkap di antaranya. Dalam pembuatan multilayer pool, perangkat lunak desain PCB Eagle diperlukan.

Prosesnya rumit dan, seperti biasa, dimulai dengan persiapan skematik. Skematik kemudian diedit dengan menggunakan editor menu yang ada pada perangkat lunak Eagle.

Anda mungkin bertanya-tanya mengapa sebagian besar lapisan PCB genap. Penting untuk dicatat bahwa lebih hemat biaya untuk menyiapkan lapisan genap daripada ganjil. Ini adalah alasan yang berkontribusi untuk lapisan genap.

4.1 Multilayer PCBs

Dalam pembuatan multilayer PCB, baik core maupun bahan prepreg digunakan untuk membuat lapisan. Bahan prepreg adalah yang belum dikeringkan, berarti mereka lentur.

Bahan alternatif prepreg dan core kemudian dilaminasi bersama pada suhu dan tekanan tinggi, membuat bahan prepreg, dan lapisan digabungkan setelah pendinginan dan menghasilkan papan multilayer yang keras dan padat.

Perhatikan bahwa multilayer PCB datang dengan berbagai macam keuntungan yang mencakup:

• Fleksibilitas yang ditingkatkan
• Kepadatan pemasangan yang lebih tinggi
• Fitur impedansi yang terkontrol
• Kecil dalam ukuran
• Memiliki shielding EMI
• Mengeliminasi kebutuhan untuk interconnect harnesses yang mengurangi bobot keseluruhan

4.2 Multilayer Pool Process

Proses pembuatan beberapa PCB melibatkan penggunaan perangkat lunak Eagle dalam merancang PCB. Ini adalah prosedur yang rumit yang dimulai dengan menyelesaikan skematik diagram. Skematik diedit melalui editor menu melalui perangkat lunak Eagle.

4.3 Multilayer Pool

Setelah merancang dan menggambar skematik diagram, hal berikutnya yang perlu dilakukan adalah bekerja pada layout; Ini dapat dilakukan dengan membawa dimensi papan sirkuit Anda dan mengunggahnya ke perangkat lunak.

Jika Anda menggunakan perangkat lunak Eagle, Anda akan memiliki kesempatan untuk memilih grid yang sesuai untuk membantu setiap PCB layer tumpang tindih. Ini dapat dilakukan menggunakan tombol yang merute setiap lapisan secara terpisah sesuai kebutuhan Anda.

Secara alternatif, Anda dapat membuat multilayer pool untuk PCB dengan auto-creating menggunakan perangkat lunak Eagle. Namun, jika Anda memilih teknik ini, akan diperlukan untuk Anda melakukan cross check komponen, teks, lapisan, dan dimensi.

Anda kemudian harus menggunakan opsi check rule untuk mengevaluasi layout akhir.

4.4 Multilayer Circuit Boards

Multilayer printed circuit boards telah menjadi inti dari elektronika dunia. Mereka adalah fungsi inti dari komponen dan kabel; Ini telah membuat PCB baru menjadi lebih canggih dan sofistikasi.

Ini memberikan pengguna akhir opsi fleksibel yang canggih dan variasi bentuk aneh untuk memilih. PCB untuk elektronik sederhana terdiri dari satu lapisan, sementara PCB yang canggih seperti yang digunakan di motherboard komputer adalah beberapa lapisan; ini adalah alasan mereka disebut multilayer PCBs.

Penting untuk dicatat bahwa teknologi canggih telah memungkinkan pemroduk untuk mengecilkan PCB secara signifikan.

Multilayer PCBs adalah PCB yang dibuat dengan setidaknya tiga lapisan foil tembaga. Mereka tampak seperti beberapa PCB single atau double-sided yang ditempelkan bersama dengan panas dan isolasi pelindung. Dua lapisan biasanya ditempatkan di sisi permukaan PCB.

Koneksi listrik di lapisan dicapai melalui vias seperti buried vias dan plating through holes; Ini menghasilkan generasi PCB kompleks yang Anda dapatkan di pasar, yang datang dalam berbagai ukuran.

Multilayer PCBs ditemukan melalui perubahan yang terjadi di dunia elektronika. Penggunaan dan fungsinya yang berkelanjutan di dunia elektronika modern telah membuatnya lebih kompleks dan sofistikasi.

Awalnya, PCB memiliki masalah, termasuk crosstalk, capacitance, dan noise. Akibatnya, diperlukan untuk pemroduk untuk datang dengan batasan spesifik untuk membatasi masalah-masalah ini.

Pertimbangan desain berarti bahwa lebih baik untuk merancang PCB yang akan menghasilkan tingkat kinerja tinggi sehingga double-sided PCB dan seterusnya. Itulah pemahaman yang menghasilkan penemuan multilayer PCBs.

Ini memungkinkan untuk memadatkan multilayer PCB ke dalam ukuran kecil untuk mengakomodasi kebutuhan elektronika yang semakin meningkat.

PCB modern memiliki berbagai lapisan yang berkisar dari 4-12 lapisan. Lembar datang dalam angka genap untuk mengurangi masalah seperti warping, yang terkait dengan jumlah lapisan ganjil.

Selain itu, lebih hemat biaya untuk memproduksi jumlah lapisan genap dibandingkan dengan membangun jumlah lapisan yang berbeda.

Selain itu, sebagian besar perangkat modern yang termasuk smartphone dan perangkat seluler menggunakan PCB dengan 12 lembar. Beberapa pemroduk dapat memproduksi PCB dengan sekitar 32 lapisan.

Perhatikan bahwa meskipun memproduksi multilayer PCB membutuhkan tenaga kerja dan mahal, mereka menjadi penting di dunia modern.

Alasannya adalah bahwa mereka datang dengan berbagai manfaat daripada yang Anda dapatkan dengan PCB double atau single-layer.

4.5 Keuntungan Multilayer PCBs

Mereka kecil dalam ukuran; ini adalah fitur paling unggul dari multilayer PCBs. Mereka lebih kecil dari PCB single atau double-layer, menghasilkan manfaat yang signifikan bagi tren saat ini.

Mereka lebih kompak, kuat dan banyak digunakan di laptop, smartphone, dan tablet. Berat ringan dalam konstruksi.

PCB yang lebih kecil lebih ringan karena mereka tidak menggunakan banyak konektor yang memerlukan untuk saling terhubung ke PCB double-layer dan single. Ini meningkatkan mobilitas perangkat yang diterapkan.

• Kualitas tinggi. Membuat multilayer PCB memerlukan perencanaan dan organisasi yang tepat, berarti bahwa hasilnya akan menjadi produk yang berkualitas lebih baik dibandingkan dengan PCB double atau single layer. Juga, PCB ini lebih andal.

• Ketahanan yang ditingkatkan. Multi-layer PCBs tahan lama. Mereka dapat menahan banyak beban dan dapat menahan panas dan tekanan yang selalu diterapkan pada mereka selama binding. Mereka juga memiliki beberapa lapisan bahan insulasi di antara lapisan individu dan agen perekat prepreg yang meningkatkan ketahanan mereka.

       • Sangat fleksibel.PCB assembler yang menggunakan teknik konstruksi fleksibel menghasilkan multilayer PCB fleksibel, yang memiliki fitur yang sangat diinginkan seperti kemampuan untuk diterapkan di area tempat fleksi dan lenturan akan diperlukan. Namun, penting untuk dicatat bahwa semakin banyak lapisan yang digunakan dalam PCB, semakin sedikit fleksibel.

• Lebih canggih. Multilayer PCBs menggabungkan banyak lapisan ke dalam satu unit PCB. Jadi mereka memungkinkan papan untuk lebih terhubung memberikan properti yang memungkinkan mereka untuk mencapai kecepatan dan kapasitas yang lebih tinggi meskipun ukurannya kecil.

• Titik koneksi tunggal. Multilayer PCBs bekerja dalam satu unit, dan jadi mereka akan selalu memiliki hanya satu titik koneksi yang bukan kasus ketika Anda menggunakan beberapa PCB single atau double-layer, Ini memberikan manfaat yang signifikan bagi dunia elektronik karena membantu untuk meminimalkan ukuran dan bobot.

4.6 Kekurangan

1. Meski kita telah banyak membicara manfaat multilayer printed circuit boards, penting untuk dicatat bahwa mereka datang dengan beberapa masalah.

2. Mereka mahal dibandingkan single-layer PCB karena proses manufaktur yang rumit dan jumlah waktu yang ekstensif yang diambil untuk membangun mereka. Ini meningkatkan biaya tenaga kerja yang menerjemahkan ke harga PCB yang tinggi.

3. Mereka lebih sulit diproduksi dan memerlukan lebih banyak waktu dan teknik manufaktur canggih dibandingkan single-layered PCBs karena cacap kecil apapun dapat membuatnya tidak berguna.

4. Pasokan terbatas- karena mereka memerlukan mesin mahal untuk diproduksi, sangat sedikit pemroduk yang dapat memproduksi mereka, jadi produksi mereka terbatas.

5. Memerlukan desain ekstensif dan interkoneksi antara lapisan, dan seseorang harus dapat mengatasi masalah impedansi dan crosstalk. Kesalahan tunggal dapat menyebabkan tidak berfungsinya papan.

6. Pembuatan PCB memerlukan banyak waktu dan jam kerja, dan kadang-kadang sulit untuk menyampaikan pesan dalam waktu yang ditentukan.

4.7 Cara Multilayer PCBs Membandingkan Dengan Single Layer PCBs

1. Mereka memiliki kepadatan tinggi dan fungsionalitas lebih besar karena lapisan meningkatkan kapasitas dan kecepatan mereka.

2. Mereka berukuran kecil karena penambahan lapisan meningkatkan area permukaan mereka berarti bahwa Anda akan memiliki kemampuan PCB yang lebih tinggi dibandingkan dengan apa yang bisa Anda dapatkan di single layer PCB.

3. Mereka ringan karena memerlukan lebih sedikit konektor dan dapat digunakan dalam aplikasi listrik kompleks.

4. Multilayer PCBs memiliki fungsionalitas yang ditingkatkan dibandingkan single layers dan memiliki EMI shielding yang baik, controlled impedance, dan lebih banyak fitur meskipun ukurannya kecil.

4.8 Aplikasi

Multilayer PCBs dapat digunakan untuk hampir semua keperluan dan telah menjadi opsi yang disukai karena dapat digunakan di semua teknologi.

Mereka ditemukan dalam hampir semua elektronik, termasuk smartphone, magnetron, dan peralatan konsumen domestik lainnya. Mereka juga digunakan dalam smartwatch dan perangkat seluler karena mereka kecil dan memiliki fungsionalitas yang ditingkatkan.

Dalam elektronika komputer, mereka banyak digunakan di motherboards dan server. Fitur hemat ruang mereka membuatnya lebih mudah diterapkan secara luas di industri teknologi.

Multilayer PCBs juga banyak digunakan dalam perangkat telekomunikasi. Mereka digunakan dalam GPS, transmisi sinyal serta aplikasi satelit. Karena mereka tahan lama, mereka dapat dengan mudah digunakan di menara luar ruangan dan pada perangkat seluler.

Di industri, multilayer PCBs sangat penting karena mereka kecil dan tahan lama. Mereka oleh karena itu banyak digunakan dalam kontrol industri dan digunakan untuk menjalankan mesin dalam aplikasi industri.

Bidang medis juga mendapat manfaat yang besar dari PCB. Mereka ditemukan dalam peralatan yang digunakan dalam diagnosis serta yang digunakan dalam pengobatan.

Mereka kecil, ringan, dan oleh karena itu dapat digunakan dalam monitor jantung, x-ray, alat tes medis, dan peralatan CAT scan.

Militer juga mendapat manfaat banyak dari multilayer PCBs. Mereka digunakan dalam sirkuit kecepatan tinggi, dan oleh karena itu banyak digunakan dalam aplikasi militer. Mereka juga digunakan dalam perangkat yang memerlukan gerakan yang lebih tinggi.

Industri otomotif, terutama mobil listrik, juga mendapat manfaat yang signifikan dari PCB. Mereka digunakan dalam GPS, saklar lampu depan, dan sensor mesin.

Mereka tahan lama dan tahan panas, sesuatu yang membuatnya sepenuhnya dapat diterapkan di lingkungan otomotif.

4.9  Multilayer Pool Technology

Teknologi telah memungkinkan produksi papan berkualitas dan dianggap sebagai kunci untuk militer, komunikasi, dan bidang lain yang bergantung pada multilayer PCBs.

Teknologi memungkinkan pemroduk untuk memproduksi PCB dari bahan seperti flex, Teflon, dan polyimide, memungkinkan mereka untuk memenuhi kebutuhan PCB mereka.

4.10 Multilayer Pool Switch

PCB memainkan peran penting dalam pembuatan perangkat jaringan komputer seperti multilayer switch yang menyediakan fungsi tambahan termasuk kemampuan routing. Switch dapat memprioritaskan paket dan menerapkan layanan QoS yang berbeda dalam perangkat keras.

4.11 Multilayer Pool Ceramic Capacitor

Mereka populer disebut sebagai MLCCs dan digunakan sebagai blok konstruksi dalam elektronika modern. MLCCs membentuk lebih dari 30% komponen dalam modul sirkuit hibrid.

Mereka terdiri dari blok keramik monolitik dengan elektroda yang muncul di ujung permukaan blok keramik yang membentuk kontak yang dibuat dengan lapisan logam yang dibakar.

Jenis

MLCCs datang dalam berbagai macam yang termasuk yang dijelaskan sebagai toleransi, kapasitansi, dan dielektrik, ukuran casing, dan seterusnya. Nilai mereka bervariasi, tetapi yang paling umum berkisar dari 10 nF hingga 1µF. Juga, rating tegangan mereka berkisar dari 16V hingga 100V.

Seiring kemajuan teknologi, lebih banyak multilayer PCBs diproduksi. PCB ini banyak digunakan baik di industri penelitian maupun ilmu pengetahuan. Digunakan dalam perangkat keamanan, sistem alarm serta sensor serat optik.

Mereka juga digunakan dalam alat analisis cuaca dan accelerator atom. Multilayer PCBs menjadi lebih ringan, kompak, dan menghemat ruang.

Ketebalan Lapisan PCB

Berbagai lapisan PCB memiliki ketebalan yang berbeda tergantung pada di mana mereka akan diterapkan. Misalnya:

• Papan 11 lapisan dapat berukuran 20 by 14 kecuali ditentukan spesifikasi tambahan.
• Papan enam lapisan diproduksi dengan ketebalan 0.031, 0.040, 0.047, 0.062 dan 0.125 inci.
• Kedua papan 8 dan sepuluh lapisan dapat ditemukan dengan ketebalan 0.062, 0.093 dan 0.125 inci.

Ketebalan pooling standar untuk multilayer PCB adalah 1.55mm. Pengukuran standar ini bukanlah pengukuran aktual untuk semua multilayer PCB tetapi dapat digunakan sebagai referensi dalam konstruksi mereka.

Pcb Layers Ordering

Lapisan PCB diatur dalam urutan. Proses mengorganisir lapisan-lapisan ini dapat sebagai berikut:

• Memilih jumlah lapisan awal. Di sini Anda akan memilih lapisan PCB yang akan sesuai dengan kebutuhan yang ingin Anda capai. Jika untuk prototipe rumah, satu atau dua lapisan dapat sangat berguna. Empat lapisan PCB adalah papan sederhana atau murah.

Papan enam lapisan murah dan melimpah. Papan delapan lapisan cukup hemat biaya, sementara papan 12 lapisan ideal untuk papan industri berat atau hanya papan dengan banyak track.

       • Memulai layout

• Di sini, Anda akan memulai dengan signal layer atas dan bawah. Bergantung pada desain yang Anda gunakan, dua signal atas dan bawah biasanya sudah cukup kecuali Anda memiliki terlalu banyak koneksi yang memerlukan inner signal layers.

Ada beberapa opsi yang dapat Anda gunakan untuk memesan lapisan PCB Anda. Berikut adalah beberapa yang paling umum:

• 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.

Anda dapat membuat penawaran untuk jenis PCB yang ingin Anda inginkan di sini https://www.wellpcb.com/pcb-quote

Kesimpulan

Seperti yang telah Anda lihat, lapisan PCB membentuk berbagai desain Printed Circuit Boards untuk berbagai peralatan. Bergantung pada di mana Anda ingin menggunakan PCB, lembarnya akan bervariasi.

Lapisan single dan double-sided lebih murah untuk dibuat tetapi tidak melakukan operasi kompleks yang dapat dilakukan oleh multilayer PCBs. Multilayer PCBs digunakan dalam mesin dan elektronik yang lebih canggih dibandingkan dengan yang lain.

Multilayer PCBs dibuat dari tiga atau lebih lapisan PCB yang terbentuk dari tembaga, di antara bahan lain. Jika ada pertanyaan dan masalah, Anda dapat menghubungi kami melalui hal berikut:

       • ADMIN@MFGROBOTS.COMet

       • www.wellpcb.com