单层与多层PCB - 它们有何不同？

2022-06-23

单层与多层PCB - 它们有何不同？

在设计印刷电路板之前，您必须决定是使用单层还是多层PCB。这两种设计都用于许多日常设备。您使用该板的项目类型将决定哪一个最适合您。多层板更常见于复杂的设备，而单层板可用于更简单的设备。本文将帮助您了解差异并为您的项目选择正确的类型。

根据这些PCB的名称，您大概可以猜到有什么区别。单层板具有一层基材（也称为基板），而多层板包含多层。仔细检查它们时，您会注意到这些板的构造和功能存在许多差异。

1.单层PCB

单面板也称为单面板。它们的一侧有组件，另一侧有导体图案。这些板有一层导电材料（通常是铜）。单层板由基板、导电金属层、保护焊料层和丝印层组成。在许多更简单的电子设备中都可以找到单层板。

2.双面PCB

可以使用双层或双面板。该板的层数多于单层，但少于多层。单面PCB的双面版本有一个基板层。它们在基材和基材上都有一层导电金属。

电路和组件可以相互连接的两种方式之一是通过通孔： * 通孔：这些是电路板上的小孔，电线（或引线）通过这些小孔馈入。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线制成。由于电路板是元件的布线表面，因此电路占用的空间更少。

3.多层PCB

多层PCB由多个堆叠在一起的双面板组成。他们可以根据需要拥有尽可能多的板，但最长的一块是129层厚。它们通常有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。

多层板的基板层在每一侧都有导电金属。每块板使用专门的粘合剂和绝缘材料连接。多层板的边缘有阻焊层。

通孔是允许层相互通信的路径。这些路径可以分为三类：

* 通孔：穿过电路板的所有层

* 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

多层板经常出现在具有许多连接的复杂设备中。

单层PCB优势

与其他类型的电路板相比，单层PCB的优势很多。根据您项目的要求，它们可能是您的最佳选择。这些是：

* 更便宜：与多层和双面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。单面板比多层PCB更实惠。这是因为使用单面板可以保持高质量和高性能。与多层PCB相比，单面板的显着优势是成本更低。

* 更容易设计和生产：大多数设计师都可以轻松设计和制造单面板。设计和生产将比多层印刷电路板容易得多。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公司都可以创建单层板。

* 大批量：这些板易于生产，因此您可以毫无问题地大量订购。批量订购将使您从单面PCB中获得最大价值，因为它降低了每块电路板的成本。

* 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，它们是理想的选择，即使它们是大批量的。

单层PCB优势

尽管具有成本优势和其他好处，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，但它也有很大的局限性。单层不足以为需要许多组件或连接的更复杂的设备提供足够的功率和空间。如果电线相互交叉，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限，这也会影响其功率和速度。这些电路较少的电路板不太坚固并且具有较低的操作能力。对于特定的应用程序，它们可能不够强大。

* 更大的尺寸和更重的重量：要增加单面板的能力，你需要扩大它的尺寸而不是增加一层。这就是多层PCB可以做到的。虽然您可以使用多个板，但单个多层板可能足以满足您的确切需求。如果有更多的板，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，因为它们缺乏足够的功能。

在您决定使用单层PCB之前，请权衡利弊。单层PCB的优缺点可以总结如下：

优点：

* 更低的花费

* 更直接的设计和制作

* 大批量生产能力

* 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，那么可以。

单层PCB应用

由于成本低且易于生产，这些板在许多电子应用中很受欢迎。随着电子产品变得越来越复杂，多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单一功能的设备中。它们不需要访问大型数据集或互联网，并且可以用于特定目的。

单层PCB可以在咖啡机等小型家用电器中找到。这些是许多计算器、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，也可以使用电源和传感器等组件。

多层PCB优势

多层板比单层板更适合特定应用。有些设备可能需要多层。多层多层PCB提供许多好处：

* 适用于更复杂的项目：具有更多组件和复杂电路的设备通常需要多层板。如果您有多个电路，则可以添加层以使其空间更大。许多板允许充足的连接，使其成为高级设备的理想选择。具有多种用途和高级功能的设备（例如智能手机）需要这种复杂程度。

* 卓越的品质：多层板的生产更具挑战性，需要更多的规划。它们往往比其他板具有更高的质量。这些板需要更多的技能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电磁干扰屏蔽，以提高性能。

* 增加功率：多层PCB具有更高的电路密度，使其比简单的设计更强大。它们可以以更高的速度运行并具有更高的运行能力，这通常是高级设备所需要的。这允许更好的性能。

* 更耐用：层数更多的电路板比单面PCB更坚固。这就是为什么向具有多层的电路板添加功能比增加其尺寸更好的原因。这些板更耐用，可以承受更恶劣的环境，通常使它们使用寿命更长。

* 多层PCB更小更轻。这允许增强耐用性，同时保持小巧轻便。您可以从更小的空间中挤出更多功能，因为它们将层堆叠在彼此之上而不是在其他板上。更小的尺寸也意味着更轻的重量。为了匹配多层板的功能，单层板必须很大。它可以与多个单层板匹配。但是，这会增加最终产品的重量和尺寸。

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

多层PCB优势

多层板提供了许多好处，包括增强的功能，但它们是有代价的。这些缺点可能并不适合所有类型的项目。这些包括：

* 更昂贵：制造和制造具有更多层的电路板比仅制造一层或两层的电路板成本更高。这需要更多的时间和技能，从而增加了成本。必须权衡多层组件的收益和成本。坚持使用单层零件可能会更好。

多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设计师和制造专业人员。在此过程中，您也更有可能遇到困难，尤其是在您的资源有限的情况下。

* 有限的可用性：多层板的生产和提供可靠的服务更具挑战性，因为它们需要专业化。找到合适的公司来设计、制造或维修高层板可能很困难。寻找可以修复修复电路板的人可能更具挑战性。

* 设计和生产多层板比单层板花费更长的时间。需要考虑许多部件才能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。如果您快速需要电路板，多层PCB可能不是最佳选择。如果您在生产过程中犯了错误或希望进行更改，则返工可能需要很长时间。您可能需要更换零件或增加材料成本。

* 更复杂的维修：尽管多层PCB可以可靠，但由于其复杂性，它们更容易出现故障。假设电子元件出现故障或电路板受到物理损坏。如果从外部看不到电路板的层和连接它们的通孔，则发现问题可能具有挑战性。由于组件数量众多，维修更加复杂且耗时更长。

多层PCB - 权衡利弊

多层印刷电路板非常适合电子设备。更复杂的设备可以使用多层印刷电路板。您将需要愿意为更好的功能和其他好处支付更多费用。如果您考虑多层PCB的优缺点，将会有所帮助。此外，请考虑您的项目需求以及可用于购买电路板的资源数量。多层PCB有很多优点和缺点。

优点：

* 管理更复杂功能的能力

* 更高的质量

* 更高的功率、操作能力和速度

* 增强耐用性

* 体积更小，重量更轻

* 一个连接点

缺点：

* 更高的价格

* 生产和设计更复杂

* 只有有限的可用性

* 更长的交货时间

* 更复杂的维修

多层PCB应用

随着技术的进步，多层PCB将变得更加普遍。当今许多电子设备都需要多层电路板，因为它们的尺寸较小且功能复杂。多层板用于许多行业，尤其是具有多种功能或更复杂功能的行业。

许多计算机组件包括使用多层印刷电路板的主板和服务器。这些板用于所有类型的计算机化设备，包括平板电脑和智能手机，以及智能手表和智能手机。智能手机大约需要12层。高级功能需要多层板才能使智能手机、笔记本电脑或GPS设备等电子设备工作，包括手机信号塔、卫星技术和GPS技术。

尽管设备比智能手机和信号塔更简单，但它们至少需要4-8层才能发挥作用。这些产品包括越来越多地使用多层技术的空调和微波炉等家用电器。

由于其可靠性、小尺寸和轻量化设计，医疗设备通常使用多层以上的电路板。多层印刷电路板用于X光机、心脏监视器、CAT扫描设备和许多其他应用。

电子元件越来越多地用于航空航天和汽车工业。它们必须耐用且轻便。这使得这种类型的PCB非常适合。这些组件需要承受高温、磨损和其他恶劣条件。这些板被许多组件使用，包括GPS系统、车载计算机、发动机传感器、大灯开关、GPS系统和其他电子设备。

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，该设备需要高功能性、可靠性、耐用性和卓越的功能性。

多层PCB用于许多电子设备类型，包括天气分析设备、警报系统和原子加速器。

决定您需要单层还是多层PCB

如果您确定您的项目是否需要多层或单层印刷电路板，这将有所帮助。然后，考虑您拥有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？如果它更复杂，您可能需要更多层。

2. 最大板尺寸是多少？多层板允许在更小的区域内实现更多功能。

3. 你重视耐用性吗？如果优先考虑耐用性，多层是最佳选择。

4. 我要花多少钱？单层板最适合低于500美元的预算。

5. PCB的交货时间是多少？单层印刷电路板的交货期比多层板短。

需要解决其他技术问题，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、四层或更多层的电路板。