作為設(shè)計(jì)印刷電路板之前的一個(gè)初步步驟，您需要決定是使用單層還是多層PCB。這兩種設(shè)計(jì)類型在各種日常設(shè)備中都很常見。適合您的那種取決于您使用它的項(xiàng)目。更復(fù)雜的設(shè)備通常使用多層板，而更簡(jiǎn)單的設(shè)備可以從單層板中受益。本文將解釋它們之間的本質(zhì)區(qū)別，以及如何為您的項(xiàng)目選擇正確的類型。

單層與多層PCB：有什么區(qū)別？

您可以根據(jù)名稱猜測(cè)這兩種PCB之間的顯著差異。單層板僅具有一層基底材料，也稱為基底，而多層PCB具有多層。一旦仔細(xì)觀察三種主要類型的PCB板，您會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的構(gòu)造方式和功能如何有許多不同之處。

1。單層PCBS

單層板，有時(shí)稱為單面板，板的一側(cè)有元件，另一側(cè)有導(dǎo)體圖案。它們只有一層導(dǎo)電材料，通常是銅。單層板包括基底層，導(dǎo)電金屬層，然后是保護(hù)性焊接掩模和絲網(wǎng)。您可以在許多更簡(jiǎn)單的電子設(shè)備中找到單層板。

2。雙面印刷電路板

您還可以使用雙層或雙面電路板，其層數(shù)多于單層電路板但少于多層電路板。雙面PCB，如單面變體，具有一個(gè)基底層。不同之處在于它們?cè)诨宓膬蓚?cè)都有一層導(dǎo)電金屬。

一側(cè)的電路和元件通過以下兩種方法之一將電路板連接到另一側(cè)的電路板：
?通孔：通孔是在電路板上鉆出的小孔，稱為引線的電線通過，然后焊接到正確的元件。
?表面安裝座這些PCB使用直接焊接到電路板的引線。電路板本身成為元件的接線表面，使電路占用的空間更小。

3。多層PCB

多層PCB由三個(gè)或更多個(gè)雙面板堆疊而成。從理論上講，它們可以包含您需要的盡可能多的板，但有史以來最大的板是129層厚。通常，它們具有4到12層之間的偶數(shù) - 奇數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致焊接后翹曲和扭曲等問題。

多層板中的每個(gè)基板層在其兩側(cè)具有導(dǎo)電金屬。使用專門的粘合劑將板連接在一起，每塊板之間有絕緣材料。在多層電路板的外邊緣，你會(huì)發(fā)現(xiàn)焊接掩模。

稱為過孔的路徑允許不同的層相互導(dǎo)電。這些路徑分為三組：
?通孔：遍歷電路板的每一層

?盲目：將外層連接到內(nèi)層
?Buried：連接兩個(gè)內(nèi)層，使它們從外部看不見

多層板通常出現(xiàn)在需要大量數(shù)據(jù)的更復(fù)雜的設(shè)備中連接。

單層PCB優(yōu)勢(shì)

單層PCB比其他板類型有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，具體取決于您項(xiàng)目的要求可能會(huì)成為您選擇的PCB。其中包括：

?成本更低：由于單層PCB比雙面和多層PCB更簡(jiǎn)單，因此需要更少的資源，更少的時(shí)間和更少的PCB設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的專業(yè)知識(shí)。這使它們更便宜。如果可以在不犧牲質(zhì)量和性能的情況下使用單面板，大多數(shù)人都會(huì)因?yàn)榻?jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)而這樣做。當(dāng)涉及單層和多層PCB時(shí)，較低的成本是單面板的顯著優(yōu)勢(shì)之一。

?更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)：?jiǎn)我粋?cè)板相對(duì)簡(jiǎn)單，也很常見，這意味著大多數(shù)設(shè)計(jì)師可以輕松地設(shè)計(jì)它們，大多數(shù)制造商可以毫無問題地構(gòu)建它們。與多層印刷電路板相比，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程將很容易，并產(chǎn)生始終如一的積極效果。由于其簡(jiǎn)單性，幾乎所有PCB公司都可以生產(chǎn)單層板。

?大批量生產(chǎn)：生產(chǎn)這些板材的難易程度意味著您可以大批量訂購(gòu)這些板材沒有遇到問題。因?yàn)楦叩臄?shù)量會(huì)降低每塊板的價(jià)格，批量訂購(gòu)是從單面PCB中獲取最大價(jià)值的最佳方式之一。

?交貨時(shí)間短： 單層板可以快速制造，因?yàn)樗鼈兒?jiǎn)單，并且它們比多層PCB需要更少的資源。這使得它們成為即使在大批量生產(chǎn)時(shí)也能快速獲得PCB的情況下的理想選擇。

單層PCB缺點(diǎn)

盡管它們具有成本優(yōu)勢(shì)和其他優(yōu)勢(shì)，但由于它們的局限性，單層板不是每個(gè)項(xiàng)目的正確選擇，包括：

?簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)： 單層板的簡(jiǎn)單性是它們最大的好處之一，但它也是一個(gè)很大的限制。對(duì)于需要更多組件和連接的更復(fù)雜設(shè)備，單層不能提供足夠的空間或功率。如果電線相互交叉，則設(shè)備將無法正常工作，因此電路板有足夠的空間容納所有設(shè)備至關(guān)重要。更復(fù)雜的設(shè)計(jì)無法適用于單面PCB。

?速度更慢，運(yùn)行能力更低：這些電路板上有限的連接數(shù)也會(huì)影響它們的功率和速度。這些密度較小的設(shè)計(jì)不如具有更多電路且具有較低工作容量的設(shè)計(jì)穩(wěn)健。它們可能沒有足夠的功率用于某些應(yīng)用。

?更大尺寸和更高重量：要為單面板添加功能，您需要擴(kuò)展其尺寸而不是添加另一層，就像你可以使用多層PCB一樣。您可以使用多個(gè)單獨(dú)的板，但是一個(gè)多層板可能會(huì)處理相同的要求。增加設(shè)備中電路板的尺寸或數(shù)量也會(huì)增加最終產(chǎn)品的重量。

單層PCB：權(quán)衡利弊

要確定單層PCB是否適合您，您需要考慮項(xiàng)目的要求以及單面板是否具備滿足這些要求所需的功能。對(duì)于更簡(jiǎn)單的設(shè)備，由于它們的低成本和快速的生產(chǎn)時(shí)間，它們通常是首選板。但是，對(duì)于更復(fù)雜的項(xiàng)目，它們通常無法提供足夠的功能。

在決定使用單層PCB之前，請(qǐng)權(quán)衡它們的優(yōu)缺點(diǎn)。總而言之，單層PCB的優(yōu)缺點(diǎn)包括：

優(yōu)點(diǎn)：
?成本更低
?設(shè)計(jì)和生產(chǎn)更簡(jiǎn)單
?能夠大批量生產(chǎn)
?縮短交付周期

缺點(diǎn)：
?復(fù)雜項(xiàng)目過于簡(jiǎn)單
?運(yùn)營(yíng)能力下降
?速度較慢
?尺寸較大
?重量較高

單面PCB是否適合您？如果它們符合您的項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)并且上面的專業(yè)知識(shí)超過缺點(diǎn)，它們可能是。

單層PCB應(yīng)用

這些電路板因其低成本和相對(duì)容易的生產(chǎn)而成為各種電子產(chǎn)品的流行選擇。雖然多層電路板正在迎頭趕上，因?yàn)殡娮与娐纷兊迷絹碓綇?fù)雜，但單層電路板在歷史上一直是最常見的類型。它們經(jīng)常出現(xiàn)在具有一個(gè)特定功能的設(shè)備中，不需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)或訪問互聯(lián)網(wǎng)，但情況并非總是如此。

你會(huì)發(fā)現(xiàn)許多小型家用電器中的單層PCB，例如咖啡機(jī)。它們也是大多數(shù)計(jì)算器，收音機(jī)，打印機(jī)和LED燈背后的技術(shù)。像固態(tài)驅(qū)動(dòng)器這樣的更簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)設(shè)備通常使用單面PCB，電源和許多不同類型的傳感器等組件也是如此。

多層PCB優(yōu)勢(shì)

雖然單層電路板有其優(yōu)點(diǎn)，但多層設(shè)計(jì)對(duì)某些應(yīng)用更有利。對(duì)于某些設(shè)備，甚至需要具有多個(gè)層。更復(fù)雜的多層PCB的好處包括：

?對(duì)更復(fù)雜的項(xiàng)目有用：更復(fù)雜且涉及更多電路和組件的設(shè)備通常需要使用多層PCB。如果它需要的電路多于單個(gè)電路板上可以容納的電路，則可以通過添加圖層來添加空間。擁有多個(gè)電路板可確保有足夠的連接空間，使其成為更先進(jìn)設(shè)備的理想選擇。具有許多不同用途和高級(jí)功能的設(shè)備（如智能手機(jī)）需要這種復(fù)雜程度。

?高質(zhì)量：多層電路板需要更多的規(guī)劃和密集的生產(chǎn)過程，因此它們通常比其他類型的電路板具有更高的質(zhì)量。設(shè)計(jì)和生產(chǎn)這些電路板需要比簡(jiǎn)單組件更多的技能和更先進(jìn)的工具，從而增加了獲得高質(zhì)量產(chǎn)品的可能性。其中許多設(shè)計(jì)包括先進(jìn)的受控阻抗特性和電磁干擾屏蔽，進(jìn)一步提高了性能。

?增加功率：由于多層PCB的電路密度增加，它們比不太復(fù)雜的設(shè)計(jì)更強(qiáng)大。它們具有更高的運(yùn)行容量，可以以更高的速度運(yùn)行，這對(duì)于它們供電的高級(jí)設(shè)備而言通常是必需的，并且可以提高性能。

?提高耐用性：具有更多層意味著電路板更厚，因此比單面PCB更耐用。這是通過附加層添加功能優(yōu)于增加單個(gè)層的尺寸的另一個(gè)原因。這種增強(qiáng)的耐用性意味著電路板可以承受更惡劣的條件，并且通常可以使用更長(zhǎng)時(shí)間。

?更小的尺寸和更輕的重量：多層PCB實(shí)現(xiàn)了這種增強(qiáng)的耐用性，同時(shí)仍然保持相對(duì)較小的尺寸和較輕的重量。因?yàn)樗鼈儗盈B在一起，所以您可以將更多功能壓縮到比其他板更緊湊的空間。這種較小的尺寸也意味著較輕的重量。單層板必須非常大，以匹配多層板的功能。您甚至可以使用多個(gè)單層板匹配它，但這也會(huì)增加最終產(chǎn)品的尺寸和重量。

?單個(gè)連接點(diǎn)：使用多個(gè)PCB組件需要多個(gè)連接點(diǎn)。另一方面，多層板設(shè)計(jì)成與單個(gè)連接點(diǎn)一起工作，簡(jiǎn)化了電子設(shè)備的設(shè)計(jì)并進(jìn)一步減輕了重量。在決定是否使用多個(gè)單面板而不是僅使用一個(gè)多層印刷電路板時(shí)，多層板通常是最佳選擇。

層PCB缺點(diǎn)

然而，多層板提供的增強(qiáng)功能和其他好處是有代價(jià)的。這些缺點(diǎn)意味著它們可能不是每種類型項(xiàng)目的理想選擇。它們包括：

?更高的成本：設(shè)計(jì)和制造具有多層的電路板比制作僅有一層或兩層的電路板更昂貴。它需要更多的資源，更多的時(shí)間和更多的技能，從而推高了價(jià)格。始終確保多層組件的優(yōu)勢(shì)超過成本。如果不需要兩層以上，您可能需要堅(jiān)持使用單層PCB。

?更復(fù)雜的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)：設(shè)計(jì)和生產(chǎn)多層板比制造單層板更復(fù)雜，更復(fù)雜。這意味著您需要擁有專業(yè)設(shè)備的高技能設(shè)計(jì)師和制造商。您也更有可能在整個(gè)過程中遇到困難，特別是如果您沒有可用的必要資源。

?可用性較低：由于專業(yè)化的多層板需要，并非每個(gè)制造商或供應(yīng)商都能可靠地生產(chǎn)或提供它們。您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)找到合適的公司來設(shè)計(jì)，制造或修復(fù)具有大量層數(shù)的電路板更加困難。如果電路板需要維修，也可能更難找到能夠修理它的人。

?更長(zhǎng)的交付時(shí)間：設(shè)計(jì)和生產(chǎn)多層電路板也是如此比制作單層電路板需要更多的時(shí)間。還有更多的部件需要考慮，所有部件都必須相互固定，以形成各層之外的一塊板。這些過程也涉及更多，這增加了提前期。如果您需要快速制作電路板，使用多層PCB可能不適合您。如果在生產(chǎn)過程中發(fā)生錯(cuò)誤或者您想要更改設(shè)計(jì)，則重新加工可能非常耗時(shí)，如果不更換零件，可能無法實(shí)現(xiàn)，從而增加材料成本。

?更多復(fù)雜維修：多層PCB相對(duì)可靠，但如果出現(xiàn)問題，其設(shè)計(jì)的復(fù)雜性會(huì)使維修更加困難。如果電子元件出現(xiàn)問題或電路板受到物理?yè)p壞，則識(shí)別問題可能更困難，因?yàn)閺耐獠靠床坏侥承﹥?nèi)層和連接它們的過孔。電路板上的元件數(shù)量也使維修更具挑戰(zhàn)性和耗時(shí)。

多層PCB：權(quán)衡利弊

多層印刷電路板是否適合您的電子設(shè)備？如果設(shè)備位于頻譜的更復(fù)雜的一端，它們可能就是這樣。但是，要做好準(zhǔn)備，為增加的功能和其他優(yōu)勢(shì)支付額外費(fèi)用。考慮選擇多層PCB的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，以及項(xiàng)目的需求和您用于采購(gòu)板的資源。多層PCB的優(yōu)缺點(diǎn)包括：

優(yōu)點(diǎn)：
?能夠處理更復(fù)雜的功能
?更高質(zhì)量
?更大的功率，運(yùn)行能力和速度
?增強(qiáng)的耐用性
?尺寸更小，重量更輕
?單個(gè)連接點(diǎn)

缺點(diǎn)：
?更高的成本
?更復(fù)雜的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)
?有限的可用性
?更長(zhǎng)的交付時(shí)間
?更復(fù)雜的維修

多層PCB應(yīng)用

隨著技術(shù)的進(jìn)步，多層PCB變得越來越普遍。當(dāng)今許多電子設(shè)備的復(fù)雜功能和較小尺寸需要在其電路板中使用多層。跨行業(yè)的一系列設(shè)備使用多層板，特別是那些具有多種功能和更復(fù)雜功能的板。

多層印刷電路板出現(xiàn)在許多計(jì)算機(jī)組件中，包括主板和服務(wù)器。從筆記本電腦和平板電腦到智能手機(jī)和智能手表的計(jì)算機(jī)化設(shè)備使用這些類型的電路板。智能手機(jī)通常需要大約12層。允許智能手機(jī)，筆記本電腦和GPS設(shè)備等電子設(shè)備運(yùn)行的系統(tǒng)，如手機(jī)信號(hào)塔和衛(wèi)星技術(shù)，由于其所需的高級(jí)功能，還包括多層板。

設(shè)備沒有智能手機(jī)和信號(hào)塔那么復(fù)雜，但對(duì)于單面印刷電路板來說太復(fù)雜，通常使用4到8層。這類產(chǎn)品的例子包括家用產(chǎn)品，如微波爐和空調(diào)，它們?cè)絹碓蕉嗟夭捎枚鄬蛹夹g(shù)。

由于可靠性，醫(yī)療設(shè)備也經(jīng)常在三層以上的電路板上運(yùn)行，他們需要的小尺寸和輕量化設(shè)計(jì)。多層印刷電路板出現(xiàn)在X光機(jī)，心臟監(jiān)視器，CAT掃描設(shè)備和許多其他應(yīng)用中。

汽車和航空航天工業(yè)也越來越多地使用需要同時(shí)使用的電子元件耐用且輕便，使這種類型的PCB非常適合。這些部件必須能夠承受磨損，發(fā)熱和其他惡劣條件。車載計(jì)算機(jī)，GPS系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器，前照燈開關(guān)和更多組件利用這些電路板。

具有大量層數(shù)的PCB也是工業(yè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置。越來越多的工業(yè)機(jī)器具有計(jì)算機(jī)化部件，并且通常配備有傳感器，控制器和其他需要PCB的部件。由于許多工業(yè)設(shè)施的惡劣條件，該設(shè)備需要先進(jìn)的功能，可靠性和耐用性。

出于類似的原因，多層PCB在許多軍事應(yīng)用，天氣分析設(shè)備，報(bào)警中發(fā)揮作用系統(tǒng)，原子加速器和許多其他電子設(shè)備類型。

決定是否需要單層或多層PCB

要確定您是需要單層還是多層印刷電路板，您需要考慮項(xiàng)目的需求以及最符合它們的類型。問自己這五個(gè)問題：
1。我需要什么級(jí)別的功能？如果它更復(fù)雜，您可能需要多個(gè)圖層。
2。電路板的最大尺寸是多少？多層電路板可以在更小的空間內(nèi)安裝更多功能。
3。耐久性是否優(yōu)先？如果是，請(qǐng)使用多層。
4。我的預(yù)算是多少？對(duì)于更適度的預(yù)算，單層電路板效果最佳。
5。我需要多快的PCB？與多層印刷電路板相比，單層印刷電路板的交付周期更短。

您還需要處理更多有關(guān)要求的技術(shù)問題，例如您需要的工作頻率，密度和信號(hào)層。確定這些問題的答案將有助于您確定是否需要具有一層，兩層，四層或更多層的板。有關(guān)這些規(guī)范的更多信息以及有關(guān)選擇PCB設(shè)計(jì)的其他提示，請(qǐng)查看我們關(guān)于該主題的博客文章。

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