Cara Menentukan dengan Akurat Jumlah Lapisan PCB

Papan sirkuit cetak (PCB) terdiri dari satu hingga banyak lapisan bahan dielektrik dan konduktif. ketikaディbonded menjadi papan, lapisan-lapisan ini membawa sirkuit yang menyangkal berbagai perangkat elektronik rumah tangga, seperti jam pengingat, alat dapur, perlengkapan meja, komputer, dan perangkat seluler.

PCB juga digunakan dalam berbagai alat dan mesin industri, serta perangkat medis, komputer pemerintah dan sistem penyimpanan, dan peralatan penerbangan. Jumlah lapisan dan dimensi papan tertentu menentukan distribusi daya PCB.

Apa Itu PCB Multilapisan?

Lapisan PCB adalah faktor penentu daya dan kapasitas papan sirkuit cetak. Orang sering bertanya apakah PCB satu lapisan cukup, atau apakah lebih baik menggunakan PCB dua atau empat lapis - petunjuk: tidak ada yang namanya PCB tiga lapis - atau sesuatu dalam rentang multilayer.

Meskipun jumlah lapisan sangat tergantung pada anggaran dan kebutuhan fungsional Anda pada papan PCB, ini menimbulkan pertanyaan - apa sebenarnya PCB multilayer? Dasarnya, "multilayer" merujuk pada apa pun yang lebih dari dua lapisan, seperti PCB 4 lapisan atau sesuatu dalam rentang 6 lapisan hingga 12 ke atas.

5 Pertanyaan untuk Menentukan Jumlah Lapisan pada PCB Multilapisan

Saat mempertimbangkan berapa lapisan yang ideal dalam pesanan PCB, Anda perlu mempertimbangkan faktor-faktor yang membuat multilayer lebih unggul dibandingkan satu atau dua lapisan, dan sebaliknya.

1. Bagaimana papan sirkuit cetak saya akan digunakan?

Saat menghitung kebutuhan papan sirkuit cetak, pertimbangkan jenis mesin dan perangkat di mana PCB Anda akan digunakan dan tuntutan yang akan ditempatkan mesin/perangkat tersebut pada sirkuit papan. Apakah PCB ini akan digunakan dalam elektronik canggih dan kompleks atau dalam item sederhana dengan fungsi minimal?

2. Frekuensi operasi apa yang diperlukan?

Saat mempertimbangkan pertanyaan ini, pertimbangkan apa yang Anda butuhkan dalam hal frekuensi operasi. Parameter-nya menentukan fungsi dan kapasitas PCB. Untuk kecepatan dan kapasitas operasi yang lebih tinggi, PCB multilayer sangat penting.

3. Anggaran saya untuk proyek ini berapa?

Hal lain yang perlu dipertimbangkan adalah biaya manufaktur PCB satu dan dua lapisan dibandingkan multilayer. Jika Anda ingin memiliki kapasitas tertinggi yang mungkin dalam teknologi papan sirkuit saat ini, Anda harus membayar biaya manufaktur tinggi yang terlibat.

4. Seberapa cepat saya membutuhkan PCB?

Waktu produksi - waktu yang dibutuhkan untuk memproduksi satu set PCB satu versus banyak lapisan - juga adalah sesuatu yang perlu dipertimbangkan saat Anda memesan kiriman besar papan sirkuit cetak. Waktu produksi untuk papan satu dan dua lapisan bisa berkisar dari 8 hingga 14 hari, tergantung pada ukuran area papan. Lagi pula, jika Anda bersedia membayar lebih atau kurang, waktu produksi bisa singkat hingga lima hari atau panjang hingga satu bulan.

Waktu produksi akan meningkat, per ukuran papan, dengan setiap lapisan yang Anda tambahkan ke pesanan. PCB dalam rentang empat hingga 20 lapisan bisa memiliki waktu produksi dari 12 hingga 32 hari, tergantung pada apakah Anda ingin papan memiliki dimensi kecil atau besar.

5. Kepadatan dan lapisan sinyal apa yang diperlukan?

Jumlah lapisan PCB juga tergantung pada kepadatan pin dan lapisan sinyal. Seperti yang ditunjukkan oleh diagram di bawah, kepadatan pin 1.0 akan memerlukan 2 lapisan sinyal, dan jumlah lapisan yang diperlukan meningkat seiring penurunan kepadatan pin. Dengan kepadatan pin 0,2 atau kurang, Anda akan memerlukan PCB dengan setidaknya 10 lapisan.

PCB Satu Lapisan

PCB satu lapisan terdiri dari satu lapisan dielektrik dan bahan konduktif yang dilaminasi dan diolah. Sebagai komponen awal dari peralatan elektronik, PCB satu lapisan telah digunakan sejak akhir tahun 1950-an. Hingga hari ini, meskipun relatif primitif menurut standar modern dalam elektronik rumah tangga, PCB satu lapisan masih umum di seluruh dunia.

Konstruksi PCB satu lapisan sederhana, karena terdiri dari satu dielektrik termokonduktif yang pertama kali dilapisi dengan laminat tembaga dan ditutup dengan soldermask. Ilustrasi PCB satu lapisan umumnya akan menunjukkan tiga strip warna untuk mewakili lapisan dan dua penutupnya - abu-abu untuk lapisan dielektrik itu sendiri, cokelat untuk laminat tembaga dan hijau untuk soldermask.

Karena desainnya yang sederhana, PCB satu lapisan mudah diproduksi dalam jumlah besar dan oleh karena itu merupakan PCB paling hemat biaya di antara semua papan sirkuit cetak. Meskipun lapisan tunggal adalah komponen teknologi yang terbatas menurut standar kontemporer, itu masih memberikan manfaat berikut pada produsen:
• Desain sederhana yang dapat dengan mudah dipahami oleh sebagian besar produsen
• Tidak rumit, dan oleh karena itu tidak mungkin menimbulkan masalah produksi
• Hemat biaya dan nyaman untuk produksi dalam jumlah besar

Hari ini, PCB satu lapisan diproduksi dengan ketebalan laminat tembaga dari satu hingga 20 ons. PCB satu lapisan dirancang untuk beroperasi dalam rentang suhu antara 130 dan 230 derajat Celsius.

Pada dekade sebelumnya, PCB satu lapisan digunakan dalam sebagian besar perangkat listrik. Hari ini, sebagian besar elektronik rumah tangga high-tech telah beralih ke PCB multilayer, yang dioptimalkan untuk rentang kebutuhan yang lebih kompleks. Meskipun demikian, PCB satu lapisan masih umum dalam beberapa perangkat yang lebih sederhana di ruang tamu, dapur dan kantor, termasuk:
• Kalkulator - Beberapa kalkulator paling dasar bekerja dengan PCB satu lapisan.
• Radio - Beberapa radio, seperti jam pengingat radio berukuran kecil dari toko bekal umum, sering menggunakan PCB satu lapisan.
• Mesin kopi - Alat pembuat kopi sering menggunakan PCB satu lapisan.

PCB satu lapisan juga umum dalam sensor, lampu LED, printer, kamera pengawasan, dan sirkuit pengatur waktu.

PCB Dua Lapisan

PCB dua lapisan adalah langkah berikutnya dalam teknologi papan sirkuit cetak. Dengan kapasitas yang lebih tinggi, PCB dua lapisan - yang disebut juga PCB double-layer - dapat mendukung rentang perangkat elektronik kontemporer yang lebih luas dibandingkan PCB satu lapisan. Pada saat yang sama, PCB dua lapisan jauh lebih tidak rumit dari segi manufaktur dibandingkan berbagai PCB multilevel di pasaran saat ini. Sebagai hasilnya, dua lapisan adalah opsi PCB yang paling banyak digunakan.

PCB dua lapisan sangat mirip dengan PCB satu lapisan, tetapi dengan separuh bawah yang terbalik, gambar cermin. Dengan PCB dua lapisan, lapisan dielektrik lebih tebal dibandingkan PCB satu lapisan. Selain itu, dielektrik dilaminasi dengan tembaga di kedua sisi atas dan bawah. Lebih jauh lagi, laminasi dilapisi soldermask di kedua sisi atas dan bawah.

Ilustrasi PCB dua lapisan umumnya terlihat seperti sandwich tiga lapis, dengan lapisan abu-abu tebal di tengah yang mewakili dielektrik, dua strip cokelat di atas dan bawah yang mewakili tembaga dan strip hijau tipis di sepanjang atas dan bawah yang mewakili soldermask.

Berkat sisi atas dan bawah yang sama, PCB dua lapisan memungkinkan jejak perutean lebih banyak. Manfaat PCB dua lapisan meliputi hal berikut:
• Fleksibilitas desain yang membuatnya cocok untuk berbagai perangkat
• Sirkuit padat yang membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi modern
• Konstruksi biaya rendah, yang membuatnya nyaman untuk produksi massal
• Desain sederhana, yang membuatnya lebih mudah dipahami oleh produsen di seluruh dunia
• Ukuran kecil, yang memungkinkan pas di berbagai perangkat

PCB dua lapisan berlaku untuk berbagai perangkat elektronik sederhana dan lebih kompleks. Contoh perangkat yang diproduksi secara massal yang telah mengandung PCB dua lapisan meliputi hal berikut:
• Unit HVAC - Sistem pemanas dan pendingin rumah dari berbagai merek telah mengandung papan sirkuit cetak double-layer.
• Penguat - PCB dua lapisan telah dilengkapi unit penguat yang digunakan oleh banyak musisi.
• Printer - Berbagai periferal komputer bergantung pada PCB dua lapisan.

PCB dua lapisan juga telah digunakan dalam relay kontrol, suplai daya, pencahayaan LED, reaktor garis, peralatan pengujian, dan mesin penjual otomatis.

PCB Empat Lapisan

Papan empat lapisan terdiri dari serangkaian lapisan yang lebih kompleks dibandingkan PCB satu atau dua lapisan. Sedangkan PCB satu dan dua lapisan berisi satu baris bahan dielektrik, PCB empat lapisan berisi beberapa. Seperti semua PCB multilevel, PCB empat lapisan mencakup beberapa lapisan bahan konduktif dan tembaga antara soldermask atas dan bawah.

Stack-up PCB empat lapisan terdiri dari lapisan berikut:
• Empat strip tembaga konduktif
• Tiga lapisan dielektrik dalam - dua prepreg dan satu core
• Dua lapisan soldermask dielektrik di atas dan bawah

Dalam desain PCB 4 lapisan, empat strip tembagi dibagi secara internal oleh 3 dielektrik dalam dan dicap di atas dan bawah oleh soldermask. Secara umum, aturan desain PCB 4 lapisan diilustrasikan dengan 9 strip dan 3 warna - cokelat untuk tembaga, abu-abu untuk core dan prepregs dan hijau untuk soldermask.

Meski ilustrasi umum desain PCB empat lapisan seakan menunjukkan lapisan prepreg dan core terdiri dari bahan yang sama, yang pertama tidak sepenuhnya diobati, dan oleh karena itu lebih lunak daripada core. Dalam proses manufaktur, panas dan tekanan diterapkan pada stack-up empat lapisan yang menyebabkan prepreg dan core meleleh dan mengikat lapisan-lapisan bersama-sama.

PCB empat lapisan menguntungkan produsen di banyak bidang, karena PCB multilayer ini dan PCB multilevel lainnya memberikan manfaat berikut:
• Ketahanan - PCB empat lapisan lebih kuat daripada papan satu dan dua lapisan.
• Ukuran kompak - Desain kecil PCB empat lapisan dapat muat di berbagai perangkat.
• Fleksibilitas - PCB empat lapisan dapat bekerja dalam berbagai jenis elektronik, baik sederhana maupun kompleks.
• Aman - Dengan perataan yang tepat lapisan daya dan tanah, PCB empat lapisan melindungi dari interferensi elektromagnetik.
• Ringan - Perangkat yang dilengkapi PCB empat lapisan memiliki kebutuhan kabel internal yang lebih sedikit, dan oleh karena itu sering kali lebih ringan.

Meskipun produksi papan multilevel memerlukan keahlian yang lebih besar, biaya tambahan PCB empat lapisan dikembalikan sepuluh kali lipat oleh produk bernilai lebih tinggi yang dapat didukung secara mekanis oleh empat lapisan. Beberapa perangkat modern paling penting yang menampilkan PCB empat lapisan meliputi hal berikut:
• Sistem satelit - PCB multilevel telah dilengkapi satelit terorbit yang telah memungkinkan komunikasi dalam skala global.
• Perangkat genggam - Ponsel dan tablet sering dilengkapi PCB empat lapisan.
• Peralatan sonde angkasa - PCB multilayer telah memberikan daya pada perangkat eksplorasi angkasa yang telah memungkinkan kita melihat jauh ke dalam galaksi.

PCB empat lapisan juga umum dalam peralatan X-ray, file server, accelerasi atom, teknologi CAT scan dan sistem deteksi nuklir. Lebih dari PCB satu dan dua lapisan, papan sirkuit empat lapisan juga dapat memberikan manfaat pada proses di mana crosstalk adalah masalah.

PCB Enam Lapisan

PCB enam lapisan adalah di mana teknologi papan sirkuit benar-benar mulai masuk ke aspek-aspek yang lebih canggih dari elektronik saat ini. Dengan PCB enam lapisan, produsen dapat menyangkal berbagai produk teknologi komersial, perawatan kesehatan dan mesin industri.

Stack-up PCB enam lapisan mirip dengan empat lapisan, tetapi dengan dua lapisan tembaga tambahan dan dua baris dielektrik tambahan. Dalam stack-up enam lapisan, baris dielektrik kedua dan keempat diberi label "core", dan yang pertama, ketiga dan kelima adalah prepreg. Dari enam baris tembaga konduktif, yang kedua dan kelima adalah plane dan yang lain adalah sinyal.

Sejak perkembangannya, PCB 6 lapisan telah menjadi berkah bagi industri elektronik. Dengan keunggulan teknologi yang luas dibandingkan papan satu dan dua lapisan, mereka telah memungkinkan produsen untuk menghadirkan berbagai perangkat inovatif kepada publik. Beberapa keuntungan utama PCB enam lapisan meliputi:
• Kekuatan - PCB enam lapisan lebih tebal dan oleh karena itu lebih kuat daripada pendahulunya yang lebih tipis.
• Kepadatan - Dengan enam lapisan, papan dengan ketebalan ini memiliki kapasitas teknologi yang lebih besar, dan oleh karena itu dapat mengkonsumsi lebar yang lebih sedikit.
• Kapasitas tinggi - PCB dengan enam lapisan atau lebih memberikan daya optimal pada perangkat elektronik dan sangat mengurangi kemungkinan crosstalk dan interferensi elektromagnetik.

PCB multilevel dengan enam lapisan atau lebih telah memungkinkan teknologi komputer tumbuh dengan lonjak selama dua dekade terakhir. PCB pada tingkat ini telah memajukan elektronik berikut:
• Komputer - PCB 6 lapisan telah membantu memacu evolusi cepat komputer pribadi, yang telah menjadi lebih kompak, ringan dan cepat.
• Penyimpanan data - Kapasitas tinggi PCB enam lapisan telah membuat perangkat penyimpanan data semakin hemat sumber daya selama dekade terakhir.
• Sistem alarm kebakaran - Dengan papan sirkuit 6 lapisan atau lebih, sistem alarm telah menjadi semakin akurat dalam mendeteksi bahaya nyata saat timbul.

PCB enam lapisan juga telah digunakan dalam transmisi seluler, reseptor serat optik, pemantau jantung, kontrol industri dan teknologi GPS.

PCB Multilapisan Kompleks

Seiring bertambahnya jumlah lapisan PCB multilayer di luar angka empat dan enam, lapisan tambahan tembaga konduktif dan bahan dielektrik ditambahkan ke stack-up.

Misalnya, PCB delapan lapisan berisi empat lapisan plane dan empat lapisan sinyal tembaga - delapan semuanya - yang diikat oleh tujuh baris dalam bahan dielektrik. Stack-up delapan lapisan dicap di atas dan bawah dengan soldermask dielektrik. Dasarnya, stack-up PCB delapan lapisan sangat mirip dengan enam lapisan, tetapi dengan pasangan tambahan kolom tembaga dan prepreg.

Tren berlanjut dengan PCB 10 lapisan, yang menambahkan dua lapisan tembaga lagi untuk total enam lapisan sinyal dan empat lapisan plane tembaga - 10 semuanya. Mengikat tembaga dalam stack-up PCB 10 lapisan adalah sembilan kolom bahan dielektrik - lima prepreg dan empat core. Stack PCB 10 lapisan dicap, seperti yang lainnya, dengan soldermask dielektrik di atas dan bawah.

Sampai Anda mencapai stack-up PCB 12 lapisan, Anda memiliki papan dengan 4 lapisan konduktif plane dan 8 lapisan sinyal, yang diikat oleh 6 kolom sinyal dan 5 kolom core bahan dielektrik. Stack PCB 12 lapisan dicap dengan soldermask dielektrik. Secara umum, ilustrasi PCB multilayer menggambarkan lapisan dan bahan pengikat dengan warna berikut - cokelat untuk tembaga sinyal/plane, abu-abu untuk bahan dielektrik prepreg/core, dan hijau untuk soldermask atas/bawah.

PCB multilayer jenis delapan, 10 dan 12 lapisan bermanfaat dalam berbagai perangkat high-tech dan sistem komputer. Dalam beberapa dekade terakhir, perkembangan PCB multilevel telah menyebabkan kemajuan cepat teknologi komputer - dari sistem kHz dulu hingga mesin GHz saat ini.

Mesin dan perangkat dalam berbagai sektor - komersial, industri, medis, pemerintah, penerbangan - terus tumbuh dalam kecepatan, kapasitas, kepadatan dan kemudahan penggunaan, berkat perkembangan cepat yang disediakan oleh PCB multilevel yang semakin kompleks saat ini.

Distribusi Lapisan

Cara termudah untuk memikirkan papan sirkuit cetak adalah dengan membayangkan lapisan seperti lasagna di mana bahan konduktif dan dielektrik terikat bersama dalam soldermask. Papan empat lapisan, misalnya, biasanya terdiri dari lapisan yang terdistribusi merata dengan plane di tengah. Meskipun ini dapat membuat papan tampak simetris, itu tidak selalu memiliki efek paling diinginkan ketika datang pada kompatibilitas elektromagnetik.

Susunan lain yang dapat menghasilkan efek yang tidak diinginkan adalah dengan memasangkan dua plane di tengah secara erat, sementara lapisan sinyal dan plane menyandwich dielektrik besar. Meskipun susunan ini memungkinkan penyimpanan muatan listrik di antar-plane, itu dapat menyebabkan transmisi sinyal yang tidak diinginkan dan efek elektromagnetik. Untuk alasan ini, para ahli di bidang PCB saat ini umumnya memilih papan dengan setidaknya empat lapisan, alih-alih dua.

Untuk meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik papan empat lapisan, plane dan lapisan sinyal harus diatur bersama-sama semakin dekat mungkin. Juga, core antara ground plane dan daya harus besar. Susunan ini akan mengurangi kemungkinan transmisi sinyal yang tidak diinginkan antara jejak dan menjaga perlawanan antara sirkuit dan arus pada tingkat yang dapat diterima.

Rentang ideal perlawanan antara sirkuit dan arus akan sekitar 50 hingga 60 ohm. Ingat, saat impedansi rendah, lonjakan arus yang ditarik meningkat, yang merupakan efek yang tidak diinginkan. Impedansi tinggi akan menghasilkan lebih banyak interferensi elektromagnetik dan membuat papan lebih rentan terhadap interferensi asing.

Pilih PCBCart untuk Kebutuhan PCB Standar dan Multilapisan Anda

Dunia saat ini dilengkapi dengan perangkat elektronik macam macam yang menawarkan berbagai fitur yang bahkan tidak dapat dibayangkan secara teknologi 50 tahun lalu. Banyak perkembangan ini adalah karena kemampuan yang disediakan oleh PCB. PCB memungkinkan perangkat yang nyaman dan kompakt untuk melakukan berbagai tugas kompleks, banyak yang dapat dipicu secara jarak jauh.

Sejak 2005, PCBCart telah memproduksi papan sirkuit cetak untuk lebih dari 10.000 perusahaan di seluruh dunia. Dengan kepuasan pelanggan lebih dari 99%, papan kami telah digunakan secara luas untuk mendukung berbagai produk. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang opsi PCB kami, silakan periksa halaman berikut:
• Manfaat dan Aplikasi PCB Multilapisan
• Layanan Fabrikasi PCB Full Service hingga 32 Lapisan
• Layanan Perakitan PCB Turnkey Canggih – Banyak Opsi Nilai Tambah
• Manfaat Memilih PCBCart sebagai Mitra PCB Anda

Tertarik memesan PCB satu lapisan atau multilayer? Dapatkan penawaran gratis, tanpa kewajiban hari ini!