单层与多(duō)层PCB - 它们有(yǒu)何不同？

2022-06-23

单层与多(duō)层PCB - 它们有(yǒu)何不同？

在设计印刷電(diàn)路板之前，您必须决定是使用(yòng)单层还是多(duō)层PCB。这两种设计都用(yòng)于许多(duō)日常设备。您使用(yòng)该板的项目类型将决定哪一个最适合您。多(duō)层板更常见于复杂的设备，而单层板可(kě)用(yòng)于更简单的设备。本文(wén)将帮助您了解差异并為(wèi)您的项目选择正确的类型。

根据这些PCB的名称，您大概可(kě)以猜到有(yǒu)什么區(qū)别。单层板具有(yǒu)一层基材（也称為(wèi)基板），而多(duō)层板包含多(duō)层。仔细检查它们时，您会注意到这些板的构造和功能(néng)存在许多(duō)差异。

1.单层PCB

单面板也称為(wèi)单面板。它们的一侧有(yǒu)组件，另一侧有(yǒu)导體(tǐ)图案。这些板有(yǒu)一层导電(diàn)材料（通常是铜）。单层板由基板、导電(diàn)金属层、保护焊料层和丝印层组成。在许多(duō)更简单的電(diàn)子设备中都可(kě)以找到单层板。

2.双面PCB

可(kě)以使用(yòng)双层或双面板。该板的层数多(duō)于单层，但少于多(duō)层。单面PCB的双面版本有(yǒu)一个基板层。它们在基材和基材上都有(yǒu)一层导電(diàn)金属。

電(diàn)路和组件可(kě)以相互连接的两种方式之一是通过通孔： * 通孔：这些是電(diàn)路板上的小(xiǎo)孔，電(diàn)線(xiàn)（或引線(xiàn)）通过这些小(xiǎo)孔馈入。然后，将适当的组件焊接到其上。

表面贴装：这些PCB由直接焊接到板上的引線(xiàn)制成。由于電(diàn)路板是元件的布線(xiàn)表面，因此電(diàn)路占用(yòng)的空间更少。

3.多(duō)层PCB

多(duō)层PCB由多(duō)个堆叠在一起的双面板组成。他(tā)们可(kě)以根据需要拥有(yǒu)尽可(kě)能(néng)多(duō)的板，但最長(cháng)的一块是129层厚。它们通常有(yǒu)4到12层。但是，不寻常的量会导致焊接后翘曲或扭曲等问题。

多(duō)层板的基板层在每一侧都有(yǒu)导電(diàn)金属。每块板使用(yòng)专门的粘合剂和绝缘材料连接。多(duō)层板的边缘有(yǒu)阻焊层。

通孔是允许层相互通信的路径。这些路径可(kě)以分(fēn)為(wèi)三类：

* 通孔：穿过電(diàn)路板的所有(yǒu)层

* Blind：将内层连接到外层

* Buried：连接两层内部材料，使它们无法从外部进入

多(duō)层板经常出现在具有(yǒu)许多(duō)连接的复杂设备中。

单层PCB优势

与其他(tā)类型的電(diàn)路板相比，单层PCB的优势很(hěn)多(duō)。根据您项目的要求，它们可(kě)能(néng)是您的最佳选择。这些是：

* 更便宜：与多(duō)层和双面PCB相比，单层PCB生产和设计所需的资源、时间和专业知识更少。它们的成本也更低。单面板比多(duō)层PCB更实惠。这是因為(wèi)使用(yòng)单面板可(kě)以保持高质量和高性能(néng)。与多(duō)层PCB相比，单面板的显着优势是成本更低。

* 更容易设计和生产：大多(duō)数设计师都可(kě)以轻松设计和制造单面板。设计和生产将比多(duō)层印刷電(diàn)路板容易得多(duō)。它们还产生始终如一的积极结果。由于它们的简单性，几乎任何PCB公司都可(kě)以创建单层板。

* 大批量：这些板易于生产，因此您可(kě)以毫无问题地大量订購(gòu)。批量订購(gòu)将使您从单面PCB中获得最大价值，因為(wèi)它降低了每块電(diàn)路板的成本。

* 交货时间更短：单层板由于其简单性而易于制造，并且比多(duō)层PCB需要更少的资源。对于那些需要快速PCB的人来说，它们是理(lǐ)想的选择，即使它们是大批量的。

单层PCB优势

尽管具有(yǒu)成本优势和其他(tā)好处，但由于其局限性，单层板并不是每个项目的最佳选择。

* 简单的设计：虽然单层板的简单性是它们最大的好处之一，但它也有(yǒu)很(hěn)大的局限性。单层不足以為(wèi)需要许多(duō)组件或连接的更复杂的设备提供足够的功率和空间。如果電(diàn)線(xiàn)相互交叉，设备将无法正常工作。因此，板子必须足够大以容纳所有(yǒu)东西。单面PCB无法适应复杂的设计。

* 较低的速度和运行容量：这些板的连接数量有(yǒu)限，这也会影响其功率和速度。这些電(diàn)路较少的電(diàn)路板不太坚固并且具有(yǒu)较低的操作能(néng)力。对于特定的应用(yòng)程序，它们可(kě)能(néng)不够强大。

* 更大的尺寸和更重的重量：要增加单面板的能(néng)力，你需要扩大它的尺寸而不是增加一层。这就是多(duō)层PCB可(kě)以做到的。虽然您可(kě)以使用(yòng)多(duō)个板，但单个多(duō)层板可(kě)能(néng)足以满足您的确切需求。如果有(yǒu)更多(duō)的板，最终产品会更重。

单层PCB - 权衡利弊

您需要评估项目的需求并确定单层板是否适合您。由于成本低、生产时间短，它们是简单设备的最佳选择。它们不适合更复杂的项目，因為(wèi)它们缺乏足够的功能(néng)。

在您决定使用(yòng)单层PCB之前，请权衡利弊。单层PCB的优缺点可(kě)以总结如下：

优点：

* 更低的花(huā)费

* 更直接的设计和制作

* 大批量生产能(néng)力

* 更短的交货时间

缺点：

* 对于复杂的项目要简单

* 较低的运营能(néng)力

* 速度较慢

* 更大的尺寸

*更大的重量

单面PCB是否适合您的项目？如果它们符合您的项目标准，那么可(kě)以。

单层PCB应用(yòng)

由于成本低且易于生产，这些板在许多(duō)電(diàn)子应用(yòng)中很(hěn)受欢迎。随着電(diàn)子产品变得越来越复杂，多(duō)层面板变得越来越普遍。然而，单层板仍然是最流行的类型。它们通常出现在具有(yǒu)单一功能(néng)的设备中。它们不需要访问大型数据集或互联网，并且可(kě)以用(yòng)于特定目的。

单层PCB可(kě)以在咖啡机等小(xiǎo)型家用(yòng)電(diàn)器中找到。这些是许多(duō)计算器、收音机、打印机和LED灯背后的技术。单面PCB是更简单的存储设备（例如固态驱动器）的标准配置。但是，也可(kě)以使用(yòng)電(diàn)源和传感器等组件。

多(duō)层PCB优势

多(duō)层板比单层板更适合特定应用(yòng)。有(yǒu)些设备可(kě)能(néng)需要多(duō)层。多(duō)层多(duō)层PCB提供许多(duō)好处：

* 适用(yòng)于更复杂的项目：具有(yǒu)更多(duō)组件和复杂電(diàn)路的设备通常需要多(duō)层板。如果您有(yǒu)多(duō)个電(diàn)路，则可(kě)以添加层以使其空间更大。许多(duō)板允许充足的连接，使其成為(wèi)高级设备的理(lǐ)想选择。具有(yǒu)多(duō)种用(yòng)途和高级功能(néng)的设备（例如智能(néng)手机）需要这种复杂程度。

* 卓越的品质：多(duō)层板的生产更具挑战性，需要更多(duō)的规划。它们往往比其他(tā)板具有(yǒu)更高的质量。这些板需要更多(duō)的技能(néng)和先进的工具来设计和构建，而不是简单的组件。这增加了生产高质量产品的机会。这些板包括复杂的受控阻抗特性和電(diàn)磁干扰屏蔽，以提高性能(néng)。

* 增加功率：多(duō)层PCB具有(yǒu)更高的電(diàn)路密度，使其比简单的设计更强大。它们可(kě)以以更高的速度运行并具有(yǒu)更高的运行能(néng)力，这通常是高级设备所需要的。这允许更好的性能(néng)。

* 更耐用(yòng)：层数更多(duō)的電(diàn)路板比单面PCB更坚固。这就是為(wèi)什么向具有(yǒu)多(duō)层的電(diàn)路板添加功能(néng)比增加其尺寸更好的原因。这些板更耐用(yòng)，可(kě)以承受更恶劣的环境，通常使它们使用(yòng)寿命更長(cháng)。

* 多(duō)层PCB更小(xiǎo)更轻。这允许增强耐用(yòng)性，同时保持小(xiǎo)巧轻便。您可(kě)以从更小(xiǎo)的空间中挤出更多(duō)功能(néng)，因為(wèi)它们将层堆叠在彼此之上而不是在其他(tā)板上。更小(xiǎo)的尺寸也意味着更轻的重量。為(wèi)了匹配多(duō)层板的功能(néng)，单层板必须很(hěn)大。它可(kě)以与多(duō)个单层板匹配。但是，这会增加最终产品的重量和尺寸。

* 一个连接点：多(duō)个PCB组件将需要多(duō)个连接。另一侧的多(duō)层板与一个连接点一起使用(yòng)。这简化了设计并减轻了重量。多(duō)层板通常比单面板好。

多(duō)层PCB优势

多(duō)层板提供了许多(duō)好处，包括增强的功能(néng)，但它们是有(yǒu)代价的。这些缺点可(kě)能(néng)并不适合所有(yǒu)类型的项目。这些包括：

* 更昂贵：制造和制造具有(yǒu)更多(duō)层的電(diàn)路板比仅制造一层或两层的電(diàn)路板成本更高。这需要更多(duō)的时间和技能(néng)，从而增加了成本。必须权衡多(duō)层组件的收益和成本。坚持使用(yòng)单层零件可(kě)能(néng)会更好。

多(duō)层板设计和生产比单层板复杂。这需要熟悉专业设备的高技能(néng)设计师和制造专业人员。在此过程中，您也更有(yǒu)可(kě)能(néng)遇到困难，尤其是在您的资源有(yǒu)限的情况下。

* 有(yǒu)限的可(kě)用(yòng)性：多(duō)层板的生产和提供可(kě)靠的服務(wù)更具挑战性，因為(wèi)它们需要专业化。找到合适的公司来设计、制造或维修高层板可(kě)能(néng)很(hěn)困难。寻找可(kě)以修复修复電(diàn)路板的人可(kě)能(néng)更具挑战性。

* 设计和生产多(duō)层板比单层板花(huā)费更長(cháng)的时间。需要考虑许多(duō)部件才能(néng)从不同的层制作单个板。这些步骤更复杂，这增加了所需的时间。如果您快速需要電(diàn)路板，多(duō)层PCB可(kě)能(néng)不是最佳选择。如果您在生产过程中犯了错误或希望进行更改，则返工可(kě)能(néng)需要很(hěn)長(cháng)时间。您可(kě)能(néng)需要更换零件或增加材料成本。

* 更复杂的维修：尽管多(duō)层PCB可(kě)以可(kě)靠，但由于其复杂性，它们更容易出现故障。假设電(diàn)子元件出现故障或電(diàn)路板受到物(wù)理(lǐ)损坏。如果从外部看不到電(diàn)路板的层和连接它们的通孔，则发现问题可(kě)能(néng)具有(yǒu)挑战性。由于组件数量众多(duō)，维修更加复杂且耗时更長(cháng)。

多(duō)层PCB - 权衡利弊

多(duō)层印刷電(diàn)路板非常适合電(diàn)子设备。更复杂的设备可(kě)以使用(yòng)多(duō)层印刷電(diàn)路板。您将需要愿意為(wèi)更好的功能(néng)和其他(tā)好处支付更多(duō)费用(yòng)。如果您考虑多(duō)层PCB的优缺点，将会有(yǒu)所帮助。此外，请考虑您的项目需求以及可(kě)用(yòng)于購(gòu)买電(diàn)路板的资源数量。多(duō)层PCB有(yǒu)很(hěn)多(duō)优点和缺点。

优点：

* 管理(lǐ)更复杂功能(néng)的能(néng)力

* 更高的质量

* 更高的功率、操作能(néng)力和速度

* 增强耐用(yòng)性

* 體(tǐ)积更小(xiǎo)，重量更轻

* 一个连接点

缺点：

* 更高的价格

* 生产和设计更复杂

* 只有(yǒu)有(yǒu)限的可(kě)用(yòng)性

* 更長(cháng)的交货时间

* 更复杂的维修

多(duō)层PCB应用(yòng)

随着技术的进步，多(duō)层PCB将变得更加普遍。当今许多(duō)電(diàn)子设备都需要多(duō)层電(diàn)路板，因為(wèi)它们的尺寸较小(xiǎo)且功能(néng)复杂。多(duō)层板用(yòng)于许多(duō)行业，尤其是具有(yǒu)多(duō)种功能(néng)或更复杂功能(néng)的行业。

许多(duō)计算机组件包括使用(yòng)多(duō)层印刷電(diàn)路板的主板和服務(wù)器。这些板用(yòng)于所有(yǒu)类型的计算机化设备，包括平板電(diàn)脑和智能(néng)手机，以及智能(néng)手表和智能(néng)手机。智能(néng)手机大约需要12层。高级功能(néng)需要多(duō)层板才能(néng)使智能(néng)手机、筆(bǐ)记本電(diàn)脑或GPS设备等電(diàn)子设备工作，包括手机信号塔、卫星技术和GPS技术。

尽管设备比智能(néng)手机和信号塔更简单，但它们至少需要4-8层才能(néng)发挥作用(yòng)。这些产品包括越来越多(duō)地使用(yòng)多(duō)层技术的空调和微波炉等家用(yòng)電(diàn)器。

由于其可(kě)靠性、小(xiǎo)尺寸和轻量化设计，医疗设备通常使用(yòng)多(duō)层以上的電(diàn)路板。多(duō)层印刷電(diàn)路板用(yòng)于X光机、心脏监视器、CAT扫描设备和许多(duō)其他(tā)应用(yòng)。

電(diàn)子元件越来越多(duō)地用(yòng)于航空航天和汽車(chē)工业。它们必须耐用(yòng)且轻便。这使得这种类型的PCB非常适合。这些组件需要承受高温、磨损和其他(tā)恶劣条件。这些板被许多(duō)组件使用(yòng)，包括GPS系统、車(chē)载计算机、发动机传感器、大灯开关、GPS系统和其他(tā)電(diàn)子设备。

高层PCB是工业领域的标准特性。工业机器正变得越来越计算机化，并配备了需要PCB的控制和传感器。由于工业环境恶劣，该设备需要高功能(néng)性、可(kě)靠性、耐用(yòng)性和卓越的功能(néng)性。

多(duō)层PCB用(yòng)于许多(duō)電(diàn)子设备类型，包括天气分(fēn)析设备、警报系统和原子加速器。

决定您需要单层还是多(duō)层PCB

如果您确定您的项目是否需要多(duō)层或单层印刷電(diàn)路板，这将有(yǒu)所帮助。然后，考虑您拥有(yǒu)哪种类型的项目以及最适合的项目。以下是您应该问自己的五个问题：

1. 我需要哪个级别的功能(néng)？如果它更复杂，您可(kě)能(néng)需要更多(duō)层。

2. 最大板尺寸是多(duō)少？多(duō)层板允许在更小(xiǎo)的區(qū)域内实现更多(duō)功能(néng)。

3. 你重视耐用(yòng)性吗？如果优先考虑耐用(yòng)性，多(duō)层是最佳选择。

4. 我要花(huā)多(duō)少钱？单层板最适合低于500美元的预算。

5. PCB的交货时间是多(duō)少？单层印刷電(diàn)路板的交货期比多(duō)层板短。

需要解决其他(tā)技术问题，例如工作频率、密度和信号层。这些问题将决定您是否需要一层、三层、四层或更多(duō)层的電(diàn)路板。