พูลหลายชั้น (Multilayer Pool) – ผู้นำที่ครอบคลุมที่สุดที่จะทำให้คุณรู้จักกับชั้น PCB

กล่าวถึงพูลหลายชั้น (Multilayer Pool) แผงวงจรพิมพ์มีหลายชั้นที่แตกต่างกัน ซึ่งชั้นต่างๆสามารถสร้างความสับสนให้กับผู้ที่ไม่ค่อยกระตือรือร้นและขาดความเข้าใจ

ต้นแบบ PCB ส่วนใหญ่ที่สร้างขึ้นอย่างรวดเร็วจะมี 2 ชั้น อย่างไรก็ตามอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากไม่ได้จำกัดใช้เฉพาะแผงสองชั้นเท่านั้น พวกเขาต้องการแผงที่มีชั้นมากกว่าและมีความละเอียดกว่า

บทความนี้จะช่วยคุณในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับชั้น PCB และวิธีการทำงานได้ดีขึ้น

ชั้น PCB คืออะไร

1.1 Multilayer Pool – คำจำกัดความของชั้น PCB

แผงวงจรพิมพ์มีความหมายที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับข้อความที่ต้องการถ่ายทอด ในส่วนของชั้น PCB ขออธิบายว่าเป็นชั้นทองแดงที่กำหนดให้มีปริมาณและลำดับที่แน่นอน

ชั้นทองแดงสามารถเรียกได้ว่าเป็นชั้นสัญญาณหรือเรียกสั้นๆแค่ชั้น ซึ่ง PCB จะถูกกำหนดตำแหน่งและฟังก์ชันที่จะส่งมอบ อันดับของ PCB ขึ้นอยู่กับจำนวนชั้นทองแดง

ตัวอย่างเช่น แผงที่มีหนึ่งหรือสองชั้นสามารถเรียกได้ว่าเป็น PCB 1 ชั้น หรือ PCB แบบด้านเดียว และ ชั้น PCB แบบ 2 ด้าน หรือ PCB แบบสองด้าน ตามลำดับ

ชั้น PCB มีหลายประเภท และต่อไปนี้คือชั้นแบบทั่วไป:

1. ชั้นเครื่องกล (Mechanical Layer)

2. ชั้นซ้อนทับ / ชั้นซิลค์สกรีน (Overlay / Silkscreen Layers)

3. ชั้นเส้นทาง (Routing Layers)

4. ชั้นหน้ากากประสาน (Solder Mask Layers)

5. ชั้นน้ำยาบัดกรี (Solder Paste Layers)

6. ชั้นสายไฟที่ถูกห้าม (Keep Out Layer)

7. ชั้นกราวด์และชั้นเพาเวอร์ (Ground Planes and Power Planes)

8. ชั้นแยก (Split Planes)

โปรดจำไว้ว่าไม่ใช่ทุก PCB ที่จะต้องประกอบด้วยชั้นทั้งหมดที่ระบุไว้ข้างต้น ลักษณะเฉพาะของการออกแบบของคุณคือสิ่งที่กำหนดความต้องการชั้นประเภทต่างๆ แผงชั้นเดียวมักจะประกอบด้วยชั้นหกชั้น

สิ่งเหล่านี้รวมถึงชั้นเครื่องกล ชั้นสายไฟที่ถูกห้าม ชั้นเส้นทาง ชั้นซ้อนทับ ชั้นหน้ากากประสาน และชั้นน้ำยาบัดกรี

เมื่อพูดถึง PCB หลายชั้น มันจะประกอบด้วยชั้นหกชั้น รวมถึงการรวมกันของกำลังไฟฟ้าอื่น ๆ เช่นเดียวกับชั้นเพาเวอร์ และชั้นเส้นทางเพิ่มเติม

แผงที่พบมากที่สุดได้แก่ PCB สองชั้น สี่ชั้น และหกชั้น และไม่ใช่เรื่องแปลกเลยที่จะมี PCB มากกว่า 12 ชั้น

1.2 ชั้นเครื่องกล (Mechanical Layer)

ในขณะที่คุณอาจมีชั้นเครื่องกลหลายชั้น แต่อย่างน้อยก็ต้องใช้อย่างน้อยหนึ่งชั้นเพื่อสร้างแผงของคุณขึ้นมา ชั้นเครื่องกลแบบพื้นฐานที่สุดจะกำหนดขนาดทางกายภาพของแผงของคุณ

ชั้นเครื่องกลเรียกอีกอย่างว่าเครื่องกล 1 ชั้น ที่ผู้ผลิตจะใช้ในการตัดแผงวงจรออกจากวัสดุของพวกเขา

แผงวงจรพิมพ์สามารถทำได้ง่ายๆ ซึ่งอาจใช้เพียงแค่ชั้นเส้นทางอันเดียวที่สามารถร่างเค้าโครงขนาดทางกายภาพของแผงของคุณ หรือบางครั้งก็ซับซ้อนพอ ๆ กับแผงที่มีหลายชั้น รวมถึงชั้นทั้งหมดที่กล่าวถึงในบทความนี้

ในทางตรงกันข้ามเมื่อพิจารณาแยกจากกันทุกชั้น แต่ละชั้นจะมีลักษณะเฉพาะและเป็นเพียงฟังก์ชันเท่านั้น ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งที่เราจะต้องเข้าใจจุดประสงค์ของแต่ละชั้น เนื่องจากมันจะทำให้การสร้าง PCB จะกลายเป็นเรื่องง่ายมาก ไม่ว่าแผงจะมีความซับซ้อนเพียงใดก็ตาม

โครงประกอบนี้อาจเป็นได้สองอย่าง: สี่เหลี่ยมผืนผ้าธรรมดา รูปทรงซับซ้อนที่มีมุมโค้ง พร้อม/หรือ คัตเอาต์

แม้ว่าจะเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้ยาก แต่ในบางครั้งก็มีการใช้ชั้นเครื่องกลไว้ด้วย โดยระบุข้อมูลจำเพาะของเครื่องมือและข้อมูลอัตโนมัติอื่น ๆ เพิ่มเติมขึ้นมา อย่างไรก็ตามชั้นเครื่องกลพิเศษเหล่านี้ไม่จำเป็นสำหรับแผงวงจรพิมพ์ส่วนใหญ่

 ชั้นซ้อน หรือ Layer Stack Up (จำแนกด้วยชั้น PCB)

2.1 ชั้นซ้อน หรือ Layer Stack Up คืออะไร?

ชั้นซ้อนคือตำแหน่งที่เหมาะสมของประเภทชั้นนั้นๆ โดยทั่วไป PCB แบ่งออกเป็นสามประเภท:

• ชั้นเดียว
• สองชั้น
• หลายชั้น

เงื่อนไขข้างต้นได้อธิบายจำนวนชั้นทองแดงใน PCB ไว้แล้ว และ PCB แบบหลายชั้น คือชั้นที่มีมากกว่าสองชั้น ซึ่งอาจอยู่ในช่วง 4, 6 และ 8 ชั้น

ในแบบหลายชั้น ชั้นบนสุดและชั้นล่างเรียกว่าชั้นนอก ในขณะที่ชั้นด้านในระหว่างกลางเรียกว่าชั้นใน ความซับซ้อนในการผลิต PCB แบบหลายชั้นทำให้มีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง เมื่อเทียบกับ PCB สองชั้นและชั้นเดียว

ในชั้นซ้อนมีบางปัจจัยที่คุณสามารถนำมาพิจารณาได้ ซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

• วัสดุซับสเตรท
• การลำดับชั้น PCB
• ความหนาทองแดง

การออกแบบวงจรที่แตกต่างกันจะมีชั้นซ้อนที่แตกต่างกันไปด้วย ซึ่งต้องทำการจัดชุดให้เหมาะสม การเรียงชั้นเป็นสิ่งสำคัญในการทำงานของแผงวงจรพิมพ์

อาจมีปัญหาเกิดขึ้นได้ หากไม่ได้มีการวางแผนการทำชั้นซ้อนมาเป็นอย่างดี รวมถึง:

• สัญญาณครอสทอล์ค
• การเชื่อมต่อกัน
• โอเวอร์ชูท
• อันเดอร์ชูท
• สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า
• การกระจายสัญญาณ

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาข้างต้นและยิ่งไปกว่านั้น จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการวางชั้น PCB ตามที่ได้วางแผนไว้อย่างดี คุณจะสามารถประหยัดเงินได้เป็นอย่างมากโดยการออกแบบชั้น PCB ที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งสามารถช่วยป้องกันปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากการออกแบบที่ไม่เหมาะสมได้

ในชั้นซ้อนนอกเหนือจากการลำดับชั้น PCB จะมีการพิจารณาถึงวัสดุซับสเตรท ความหนาของทองแดงด้วย

ในการออกแบบวงจรประเภทต่างๆก็จะมีชั้นที่แตกต่างกันออกไป ชั้นซ้อน PCB ที่มีการวางแผนมาเป็นอย่างดีจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่ดีที่สุดของ PCB เช่น การลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า สัญญาณครอสทอล์ค การเชื่อมต่อกัน โอเวอร์ชูทและอันเดอร์ชูท และการกระจายสัญญาณ

การออกแบบให้เสร็จสมบูรณ์และผ่านการรับรองในครั้งแรก หมายความว่าจะสามารถลดต้นทุนและระยะเวลาการออกแบบได้อย่างมาก ซึ่งเราสามารถขจัดปัญหาไม่ความสมบูรณ์ของสัญญาณก่อนที่มันจะเกิดขึ้นเสียอีก

ในรูปที่ 1 ด้านล่างแสดงแผนภาพชั้นซ้อน 8 ชั้นสองชุด ซึ่งเน้นลำดับของชั้นที่เปลี่ยนไป

นอกเหนือจากชั้นสัญญาณแล้ว ชั้นพาวเวอร์ยังมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้ประสบความสำเร็จอีกด้วย

สัญญาณทั้งแบบดิจิทัลหรืออนาล็อกสามารถกำหนดเส้นทางผ่านเส้นไมโครสตริป หรือเส้นสตริปที่ลดการเกิดครอสทอร์ค และส่งผลให้สัญญาณมีความสมบูรณ์ดีขึ้น

สัญญาณความถี่ต่ำจะถูกส่งไปยังชั้นใน ในขณะที่สัญญาณความถี่สูงจะถูกส่งไปยังชั้นนอก

การวางชั้นกราวน์กับแต่ละชั้นสัญญาณเป็นแนวทางปฏิบัติที่ดี อย่างไรก็ตามเพื่อลดการซ้อนชั้นและต้นทุนการผลิต ชั้นกราวด์จะถูกวางไว้ต่อจากชั้นสัญญาณสองชั้น และชั้นพาวเวอร์ควรอยู่ติดกับชั้นกราวด์เพื่อทำให้การเชื่อมต่อกันแน่นดี

ชั้นพาวเวอร์แยกออกมาเป็นมากกว่าหนึ่งส่วนในกรณีที่มีรางจ่ายไฟหลายราง โดยปกติความหนาของ PCB คือ 1.6 มม. แต่การรักษาความหนา 1.6 มม. ในกรณีที่มี PCB มากกว่า 12 ชั้นนั้นเป็นเรื่องยาก

ในรูปที่ 1 ด้านล่างแสดงแผนภาพชั้นซ้อน 8 ชั้นสองชุด ซึ่งเน้นลำดับของชั้นที่เปลี่ยนไป

ในรูปที่ 2 อธิบายโครงร่างชั้นซ้อน PCB จำนวน 10 ชั้น

2.2 การจำแนกชั้น PCB จากชั้นซ้อน

คำศัพท์ทั้งสองนี้ดูเหมือนจะมีความหมายเหมือนกัน แต่ก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้น ชั้นซ้อนตามที่กำหนดนิยามไว้ข้างต้นคือตำแหน่งที่เหมาะสมของประเภทชั้นนั้นๆ

ในทางตรงกันข้ามชั้น PCB หมายถึงชั้นทองแดงที่กำหนดปริมาณและลำดับที่แน่นอน ในขณะที่ชั้นซ้อนมีความเกี่ยวข้องกับการวางแผนของชั้น ส่วนชั้น PCB จะเกี่ยวข้องกับจำนวนและลำดับของชั้น

ประเภทชั้น PCB

3.1 Multilayer Pool – PCB 1 ชั้น

มักเรียกว่า PCB ชั้นเดียว ซึ่ง PCB ชั้นเดียวถูกพิมพ์บนด้านหนึ่ง หมายความว่าแผ่น PCB ด้านหนึ่งมาพร้อมกับวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ในขณะที่เชื่อมต่อกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อีกด้านหนึ่ง

ในตอนแรก PCB ทั้งหมดได้รับการออกแบบด้วยตนเอง แต่เนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจึงสามารถสร้างขึ้นโดยใช้ซอฟต์แวร์พิเศษ เช่น ซอฟต์แวร์ PCB Eagle ซึ่งจะกระทำผ่านการใช้คอมพิวเตอร์ที่มีโปรแกรมนี้

PCB ชั้นเดียวมีหลายประเภท ซึ่งบางส่วนได้แก่:

• 1.PCB แบบยืดหยุ่น PCB ชั้นเดียวเหล่านี้ทำจากวัสดุที่มีความยืดหยุ่นแทนที่จะเป็นแผ่นแข็ง วัสดุดังกล่าวที่สามารถใช้ในกรณีนี้ ได้แก่ พลาสติก ต้นทุนการผลิต PCB ชั้นเดียวประเภทนี้ค่อนข้างสูง จึงเป็นการไม่ประหยัดต้นทุน
• 2.PCB แบบแข็ง PCB ชั้นเดียวเหล่านี้ทำจากวัสดุแข็ง เช่น ไฟเบอร์กลาส การที่มันไม่สามารถยืดหยุ่นได้จึงไม่สามารถทำให้วงจรโค้งงอได้ ซึ่งมักนำมาใช้ในอุปกรณ์ส่วนใหญ่ เช่น เครื่องคิดเลข อุปกรณ์จ่ายไฟ และอื่น ๆ
• 3.PCB ความถี่สูง PCB ชั้นเดียวเหล่านี้ใช้ในวงจรที่ต้องการความถี่สูงมากในการทำงาน ในการเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่จะใช้สำหรับ PCB ดังกล่าว การขยายตัวทางความร้อน การดูดซึมน้ำ และการสูญเสียอิเล็กทริก เป็นปัจจัยบางประการที่ควรนำมาพิจารณาร่วมด้วยเช่นกัน
• 4.PCB แบบแข็ง-ยืดหยุ่น แผ่น PCB ชั้นเดียวเหล่านี้ทำจากพลาสติกและไฟเบอร์กลาสผสมกัน ทั้งสองวัสดุจะรวมกันเป็นชั้นเดียว ซึ่งจะช่วยลดขนาดและน้ำหนักของ PCB ได้
• 5.อลูมิเนียมสำรองของ PCB, PCB ชั้นเดียวเหล่านี้ทำจากวัสดุอลูมิเนียม การออกแบบ PCB นี้เกือบจะคล้ายกับการใช้ทองแดงเพียงอย่างเดียวซึ่งความแตกต่างเกิดขึ้นในบทความที่มีการใช้งาน

PCB แบบชั้นเดียวนั้นค่อนข้างเรียบง่ายอย่างที่คุณได้เห็น อย่างไรก็ตามอย่าให้ความเรียบง่ายนี้หลอกคุณได้เกี่ยวกับความสามารถของมัน เพราะมันอาจจะดูเรียบง่าย แต่ก็ให้ผลลัพธ์มากมายเกี่ยวกับการทำงานในอุปกรณ์ที่ซับซ้อน มีฟังก์ชันบางอย่างที่ใช้งานได้ และฟังก์ชันดักล่าวมีดังต่อไปนี้:

• 1.ใช้ในวงจรของอุปกรณ์วิทยุและสเตอริโอ
• 2.ใช้ในกล้องดิจิตอล
• 3.ใช้ในเครื่องถ่ายเอกสารและเครื่องพิมพ์
• 4.ใช้ในเครื่องคิดเลขดิจิตอล
• 5.ใช้ในตู้หยอดเหรียญ

PCB ชั้นเดียวมีข้อดีบางประการเช่น:

• ง่ายต่อการคิดและออกแบบ
• ติดตั้งได้ง่ายดาย
• คุ้มค่าต่อต้นทุน
• เข้าใจได้ง่าย
• มีโอกาสเกิดการลัดวงจรต่ำ
• เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพมากขึ้น

3.2 Multilayer Pool – PCB 2 ชั้น

PCB สองชั้น เรียกอีกอย่างว่า PCB ชั้นดับเบิ้ลหรือสองด้าน ส่วนใหญ่ทำจากซับสเตรทอีพ็อกซี่ใยแก้ว FR-4 ที่เคลือบด้วยฟิล์มทองแดงบาง ๆ หรือเป็นชั้นทั้งสองด้าน เป็น PCB ที่ง่ายที่สุดและประหยัดที่สุดในด้านการออกแบบ

PCB สองชั้นสามารถผลิตได้อย่างง่ายดายโดยโรงงานต้นแบบ PCB มืออาชีพ (เช่น wellpcb.com) และยังสามารถทำที่บ้านได้อีกด้วย PCB สองชั้นมีเพียงชั้นทองแดงด้านบนและด้านล่างเท่านั้น

เป็นการออกแบบที่เรียบง่าย และอย่าลืมว่ามันช่วยให้ประหยัดเงินได้มากเช่นกัน การออกแบบ PCB นี้สามารถผลิตที่บ้านได้อย่างง่ายดายด้วยซอฟต์แวร์ที่เหมาะสม แต่ส่วนใหญ่มักจะให้บริษัทสร้างต้นแบบ PCB เป็นคนทำขึ้น

ชั้น PCB ในการออกแบบนี้ ส่วนใหญ่เป็นชั้นสัญญาณซึ่งเป็นชั้นบนสุดและชั้นล่างสุดที่ประกอบด้วยส่วนประกอบทางไฟฟ้า ส่วนประกอบทั้งหมดของ PCB สองชั้นมีดังต่อไปนี้:

• เส้นลาย (Trace)
• แผ่น (Pads)
• ชั้น PCB ที่ประกอบด้วยชั้นไหม ชั้นบนสุด และชั้นล่างสุด
• หน้ากากประสาน (Solder mask)

มีบางแห่งที่ใช้ PCB สองชั้น ซึ่งบางส่วนของการใช้งานมีดังต่อไปนี้:

• ในการให้แสงสว่าง PCB สองชั้นใช้ในไฟ LED ดังนั้นจึงมีกำลังไฟ
• ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ PCB สองชั้นใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ด้วย เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจ และเครื่องตรวจ CAT
• อุตสาหกรรมยานยนต์และอวกาศ ทั้งในอุตสาหกรรมรถยนต์และอุตสาหกรรมการบิน PCB ถูกนำไปใช้อย่างมาก ซึ่ง PCB สองด้านใช้เพื่อให้มีความแม่นยำมากขึ้น และถูกนำมาใช้เป็นหลักในสองอุตสาหกรรมนี้

PCB สองชั้นมาพร้อมกับข้อดีมากมาย คุณสามารถดูบางส่วนได้ตามด้านล่างนี้:

• ทำให้การวางเส้นลายง่ายขึ้น
• สามารถใช้ความหนาที่สูงขึ้นในส่วนต่างๆ
• ช่วยให้การกระจายความร้อนเพิ่มขึ้น

3.3 Multilayer Pool – PCB 4 ชั้น

PCB แบบสี่ชั้นจะมีทองแดงสี่ชั้น ชั้นบนสุดและชั้นล่างสุดเป็นชั้นเส้นทาง ในขณะที่ทั้งสองชั้นที่คั่นกลางคือชั้นพาวเวอร์และชั้นกราวด์

ระหว่างชั้นทองแดง PCB สี่ชั้นคือใช้เป็นแกนหลักและแผ่น Prepreg ในระหว่างการผลิตองค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้จะถูกนำมารวมกัน (เป็นแซนวิช) ด้วยการลามิเนตภายใต้ความร้อนและแรงดันสูง เพื่อให้แน่ใจว่าการซ้อนชั้นทั้งหมดถูกยึดติดเข้าด้วยกันอย่างดี

PCB แบบสี่ชั้นสามารถมีผ่านทางผ่านรูเวีย รูเวียแบบบลายด์ และรูเวียแบบฝัง สำหรับ PCB สี่ชั้น การใช้รูเวียแบบฝังสามารถอยู่ระหว่างชั้นที่สองและชั้นที่สามเท่านั้น และรูเวียแบบบลายด์สามารถอยู่ระหว่างชั้นบนสุด (ชั้นแรก) และชั้นที่สอง หรือระหว่างชั้นล่าง (ชั้นล่าง) และชั้นที่สาม

ชั้นซ้อนทั่วไปสำหรับแผงสี่ชั้นจะเป็นพาวเวอร์และกราวด์สำหรับชั้นสองชั้นด้านใน จากนั้นให้สัญญาณที่ชั้นสองชั้นด้านนอก ในชั้นหนึ่งมักจะกำหนดเส้นทางสัญญาณทั้งสองชั้นในแนวตั้งฉาก

อาจไม่มีความสำคัญหากชั้นต่างๆถูกคั่นด้วยพาวเวอร์และกราวด์ แต่ถ้าคุณมีสัญญาณบนชั้นที่อยู่ติดกันมันก็จะมีความสำคัญมากขึ้น เพื่อที่คุณจะสามารถลดโอกาสเกิดครอสทอล์คให้น้อยลงที่สุด

สำหรับหมายเลขหนึ่งมักจะเริ่มจาก 1 ถึง n โดยเริ่มจากด้านบนลงไปด้านล่าง นี่คือแบบแผนเดียวคุณสามารถทำอะไรก็ได้ตามต้องการ เนื่องจากคุณจะต้องให้ข้อมูลชั้นซ้อนเมื่อคุณส่งไฟล์สำหรับการผลิต

ในการผลิต PCB สี่ชั้น หากคุณมีโรงงานผลิตก็จะเป็นประโยชน์มากในส่วนของต้นทุน

3.4 Multilayer Pool – PCB 6 ชั้น

การออกแบบที่ทำให้ PCB หกชั้นนั้นทนทานและเงียบ ซึ่งมีสาเหตุบางประการที่ทำให้ PCB หกชั้นดูได้เปรียบมากกว่าเมื่อเทียบกับแบบอื่น ๆ แนวคิดบางส่วนได้แก่:

       • การทำเส้นลายที่อยู่ระหว่างชั้นที่สามและชั้นแรก ไม่จำเป็นต้องมีวิธีการพิเศษใดๆ

       • ทุกๆเส้นลายมีความใกล้เคียงกับกราวด์

3.4.1 เพลนอ้างอิง

เพลนอ้างอิงใช้สำหรับการถ่ายโอนกระแสย้อนกลับ ในการออกแบบสี่ชั้น ชั้นที่หนึ่งมีกระแสไฟฟ้าที่ย้อนกลับความถี่สูง ในชั้นที่สองและชั้นที่สี่ก็ยังมีความถี่สูงบนชั้นที่สาม ด้วยเหตุนี้จึงไม่มีความแตกต่างกับ PCB หกชั้น

เมื่อเพลนอ้างอิงเคลื่อนเข้าใกล้ชั้นเส้นทางหรือชั้นสัญญาณ คุณจะต้องตัดพื้นที่วงที่กำหนดการปล่อยกระแสไฟที่แผ่ออกมาและความอ่อนไหวเมื่ออยู่ในความถี่สูง

ต่อไปนี้เป็นปัจจัยบางประการที่ทำให้ชั้นซ้อนหกชั้นทำงานได้ดี

1. เส้นลายทุกเส้นมีความใกล้เคียงกับพื้น

2. ความใกล้เคียงของชั้นกราวด์และชั้นพาวเวอร์ที่สร้างความจุไฟฟ้าของผู้วางแผน

3. การทำเส้นลายระหว่างชั้นที่สามและชั้นแรก ซึ่งไม่ต้องการวิธีการพิเศษใด ๆ

4. เพลนอ้างอิงของชั้นสี่สูงกว่าระยะห่างระหว่างมันเองกับชั้นที่ 2

3.4.2 การออกแบบชั้นซ้อน PCB 6 ชั้นทั่วไป

การออกแบบ PCB หกชั้นที่ดีที่สุดจะต้องมีการเย็บเพื่อเชื่อมต่อชั้นกราวด์ทั้งสองระนาบที่พบใน PCB ซึ่งควรจะคืนกระแสไปยังเพลนอ้างอิง บางคนกล่าวว่าการเพิ่มชั้นกราวด์พิเศษจะช่วยในการป้องกันการปล่อยพลังงานและเพิ่มความคงทนได้

3.4.3 การตัดเพลน PCB เป็นการทำร้าย EMC

การตัดเพลนอาจสร้างความเสียหายให้กับ EMC ทั้งในด้านการปล่อยพลังงานและความอ่อนไหว การตัดหรือช่องว่างของเพลน คือเมื่อชั้นพาวเวอร์หรือกราวด์มีการตัดผ่านส่วนหนึ่งของเพลนโดยไม่ได้ตั้งใจหรือโดยเจตนา ซึ่งการตัดเพลนมีขนาดและรูปร่างที่แตกต่างกัน

เส้นทางย้อนกลับของกระแสบนเพลนอยู่ห่างออกไปประมาณสองสามพันนิ้ว และในการออกแบบที่ดีจะทำให้เส้นลายวิ่งติดกับระนาบ ด้วยเหตุนี้จึงทำให้เส้นทางย้อนกลับของกระแสอยู่ใกล้ ๆ ทำให้พื้นที่วงมีขนาดค่อนข้างเล็ก

เมื่อคุณทำให้มีช่องว่างบางส่วนในชั้นเพลนทองแดง คุณจะต้องสร้างวงที่ต้องมีไว้สำหรับเส้นลายที่วิ่งข้ามช่องว่างและการตัดเพลน ทำให้พื้นที่วงของกระแสไฟมีความสำคัญมากขึ้น

3.5 Multilayer Pool – PCB 8 ชั้น

สามารถใช้แผงแปดชั้นเพื่อเพิ่มชั้นการกำหนดเส้นทางอีกสองชั้น หรือเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของ EMC โดยการเพิ่มเพลนอีกชั้น

เปอร์เซ็นต์การเพิ่มขึ้นของต้นทุนของแผงแบบแปดชั้นแทนการใช้แผงหกชั้นนั้น น้อยกว่าเปอร์เซ็นต์ที่เพิ่มขึ้นจากสี่เป็นหกชั้น ดังนั้นจึงง่ายต่อการปรับต้นทุนที่เพิ่มขึ้น เพื่อประสิทธิภาพของ EMC ที่ดีขึ้น

ดังนั้นแผงแปดชั้นส่วนใหญ่จึงประกอบด้วยชั้นสายไฟสี่ชั้น และเพลนอีกสี่ชั้น

โดยทั่วไปในการสร้าง PCB แปดชั้น คุณต้องสลับชั้นของชั้นทองแดง prepreg และแกน ซึ่ง Prepreg ทำหน้าที่เป็นกาวที่รวมเอาแผ่น PCB แปดชั้นมารวมกันเป็นแผงเดียวอย่างแน่นหนา

การปฏิบัติตามกฎเพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า การกำหนดค่า PCB แปดชั้นอย่างง่ายจะมีลักษณะดังที่แสดงด้านล่าง สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่า PCB แบบแปดชั้นมีความสามารถในส่งเสริมความสมบูรณ์ของสัญญาณสูง เมื่อเทียบกับ PCB 6 ชั้นและต่ำกว่านั้น

คุณสามารถเลือกวิธีการออกแบบชั้นซ้อน PCB ตามจำนวนของเครือข่ายสัญญาณ ความหนาแน่นของอุปกรณ์ ความหนาแน่นของ PIN ความถี่สัญญาณ ขนาดแผง ยิ่งจำนวนเครือข่ายสัญญาณสูงเท่าใดความหนาแน่นของอุปกรณ์ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ความหนาแน่นของ PIN ก็จะสูงขึ้น และสัญญาณก็จะยิ่งสูงขึ้นไปอีก

นอกจากนี้เพื่อประสิทธิภาพของ EMI ที่ดี ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าแต่ละชั้นสัญญาณมีการอ้างอิงแล้ว

ข้อดีบางประการที่มาพร้อมกับการใช้ PCB แปดชั้น ข้อดีและประโยชน์บางประการมีดังต่อไปนี้:

       • ช่วยลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งอาจนำไปสู่การทำงานที่หยุดชะงัก

       • ช่วยเพิ่มความสมบูรณ์ของสัญญาณ

3.6 PCB หลายชั้น

3.6.1 Multilayer Pool – PCB 32 ชั้น

มันเป็นเพียง PCB หลายชั้นที่ประกอบด้วยชั้นทั้งหมด 32 ชั้น ซึ่งชั้นจะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อทำงานเป็น PCB เดียว ชั้น PCB เหล่านี้เป็นแบบขั้นสูง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีทักษะและความแม่นยำอย่างมาก

ทุกการออกแบบ PCB เริ่มต้นด้วยซอฟต์แวร์ สำหรับ PCB 32 ชั้นจะมีการสร้างชั้นซ้อนขึ้น ซึ่งประกอบด้วยชั้น PCB จำนวนมาก ทำได้โดยการใช้เครื่องที่ประกบชั้นเข้าด้วยกัน

สาเหตุบางประการที่คุณสามารถเลือกใช้ PCB 32 ชั้นได้ แนวคิดบางส่วนมีดังต่อไปนี้:

       • ใช้ในระบบการบินและอวกาศ

       • ใช้ในด้านยานยนต์

   เทคนิคเบื้องหลัง PCB 32 ชั้น

ในการผลิต PCB 32 ชั้น จะมีการสร้างชั้นซ้อนที่ประกอบด้วยชั้น PCB หลาย ๆ ชั้น

สามารถทำได้โดยเครื่องจักร เพื่อประกบ PCB สองชั้นต่างๆเข้าด้วยกัน ด้วยความช่วยเหลือของชั้นไฟเบอร์อีพ็อกซี่ฉนวนระหว่าง PCB สองชั้น ในทุกๆสองชั้น วัสดุฉนวนนี้เรียกอีกอย่างว่า prepreg

หมายความว่าการสร้างพื้นฐานของ PCB หลายชั้น คือการใช้ PCB แบบสองชั้นหลายๆอันนั่นเอง

ด้วยเทคนิคการผลิต PCB แบบสองด้านที่เราทราบดีและด้วยเครื่องจักรขั้นสูง เพื่อจัดการกับความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้น การประดิษฐ์ 32 ชั้นหรือแม้แต่ PCB 50 ชั้น ก็สามารถทำได้เป็นอย่างดี

   การใช้งาน PCB 32 ชั้น

ทำไมเราถึงต้องการ PCB 32 หรือ 50 ชั้นเหล่านี้ด้วย? หนึ่งในเหตุผลที่ชัดเจนคือทำให้เราสามารถฝังระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่จำเป็นทั้งหมดไว้ใน PCB ขนาดเล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แม้ว่าการประกอบส่วนประกอบจะใช้เฉพาะกับชั้นบนสุดและชั้นล่างสุด แต่ก็เป็นไปได้ที่จะมีส่วนประกอบอยู่ระหว่างชั้นซ้อน ซึ่งสามารถทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในการออกแบบ PCB ที่ซับซ้อนให้แก่อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

ในระบบการบินและอวกาศ เป้าหมายคือการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าให้น้อยลงหรือไม่มีเลยเท่าที่จะทำได้ การจัดระเบียบ PCB ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบเป็นงานที่ยอดเยี่ยมในการจัดการการปล่อยคลื่นเหล่านี้

โดยปกติแล้วชั้น PCB แต่ละชั้นจะทำงานให้กับฟังก์ชันเฉพาะ ซึ่งไม่ขัดแย้งกับชั้นอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นชั้นกลางสามารถใช้เป็นชั้นพาวเวอร์ได้ ในขณะที่ชั้นบนและชั้นล่างจะถูกจัดไว้สำหรับการจัดวางส่วนประกอบ

3.6.2 PCB หลายชั้น

PCB หลายชั้นมีชั้นดำเนินการไม่จำกัดจำนวน ด้วยความช่วยเหลือของชั้นฉนวนแล้วทำการแยกชั้น โดยปกติจะประกอบขึ้นที่ด้านในของแผงสองด้าน ชั้นนอกโดยทั่วไปประกอบด้วยแผงด้านเดียว

ผู้ผลิต PCB หลายชั้นใช้ประโยชน์จากความร้อนและความดันในการเชื่อมแต่ละชั้นของ PCB เพื่อสร้างแผง PCB หนึ่งแผ่น ซึ่ง PCB ใด ๆ ที่มีมากกว่าสองชั้นสามารถจัดว่าเป็น PCB หลายชั้นได้

การเรียงซ้อนกันในลักษณะที่แผงที่สมบูรณ์จะต้องตอบสนองความต้องการของสัญญาณไฟฟ้าและพลังงาน และยังเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแข็งแรงเชิงกล การออกแบบ PCB แบบมืออาชีพส่วนใหญ่สามารถปล่อยคลื่นออกมาน้อยลงประมาณ 15dB

มีเหตุผลบางประการที่คุณควรพิจารณาใช้ PCB หลายชั้น กับ PCB ด้านเดียวหรือสองด้าน สาเหตุเหล่านี้บางประการ ได้แก่:

• ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพสูงและเชื่อถือได้
• มีความหนาแน่นของการประกอบมากกว่า
• เพิ่มฟังก์ชันการทำงาน

ข้อควรระวัง

เมื่อสร้าง PCB หลายชั้น คุณต้องวางแผนเกี่ยวกับการกำหนดค่าของชั้นซ้อน PCB ของคุณ การกำหนดค่า PCB ที่ไม่ถูกต้องอาจก่อให้เกิดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่ต้องการ และความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ไม่ดีได้

ด้านล่างนี้คือสิ่งสำคัญบางประการที่ควรพิจารณาเกี่ยวกับสัญญาณ เมื่อทำการออกแบบ PCB แบบหลายชั้น

• พิจารณาประเภทของสัญญาณที่จะกำหนดเส้นทาง เช่น ความถี่สัญญาณที่แตกต่างกัน
• พิจารณาสัญญาณที่ขึ้น ๆ ลง ๆ
• กระแสย้อนกลับเพียงพอสำหรับวงสัญญาณ

ความล่าช้าของสัญญาณอาจเกิดจากการอนุญาต – การเชื่อมต่อข้ามที่เป็นไปได้และการทับซ้อนกัน

พูลหลายชั้น (Multilayer Pool)

วงจรที่มีมากกว่าสองชั้นเรียกว่า PCB หลายชั้น ดังนั้นนี่จึงหมายความว่าจำนวนชั้น PCB ขั้นต่ำที่ควรมีสำหรับ PCB หลายชั้นคือสามชั้น การเคลือบวัสดุเข้าด้วยกันไม่ใช่เรื่องง่าย แต่จำเป็นสำหรับพูลหลายชั้น (Multilayer Pool)

พูลหลายชั้นไม่ควรมีอากาศขังอยู่ในระหว่างนั้น ในการผลิตพูลหลายชั้นจำเป็นต้องมีซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB Eagle

กระบวนการนี้ซับซ้อนและโดยปกติเริ่มต้นด้วยการจัดทำแผนภาพ จากนั้นแผนผังจะถูกแก้ไขโดยใช้เมนูตัวแก้ไขที่อยู่ในซอฟต์แวร์ Eagle

คุณอาจสงสัยว่าทำไมชั้น PCB ส่วนใหญ่ถึงเป็นแบบเดียวกัน สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการเตรียมชั้นคู่จะคุ้มค่ากว่าการจัดเตรียมชั้นแบบคี่ นี่คือเหตุผลที่มีส่วนทำให้ชั้นต้องทำเป็นคู่กัน

4.1 PCB หลายชั้น

ในการทำ PCB หลายชั้นจะใช้ทั้งแกนและวัสดุ prepreg ในการสร้างชั้น วัสดุ Prepreg เป็นวัสดุที่ไม่ได้รับการอบซึ่งหมายความว่าเป็นวัสดุที่บิดไปมาได้

วัสดุทางเลือกทดแทนของทั้ง prepreg และแกนจะถูกเคลือบเข้าด้วยกันภายใต้อุณหภูมิสูงและความดัน ซึ่งทำให้วัสดุ prepreg หลอมละลายและชั้นจะถูกรวมเข้าด้วยกัน หลังจากที่เย็นตัวลงและส่งผลให้แผงหลายชั้นแน่นและแข็งตัว

สังเกตว่า PCB หลายชั้นมาพร้อมกับข้อดีมากมาย ซึ่งรวมถึง:

• เพิ่มความยืดหยุ่น
• ความหนาแน่นของการประกอบสูงขึ้น
• ควบคุมคุณสมบัติความต้านทานได้
• มีขนาดเล็ก
• มีการป้องกัน EMI
• ลดการเชื่อมต่อสายไฟ ซึ่งช่วยลดน้ำหนักโดยรวมได้

4.2 กระบวนการพูลหลายชั้น

กระบวนการทำ PCB หลายชั้นเกี่ยวข้องกับการใช้ซอฟต์แวร์ Eagle ในการออกแบบ PCB เป็นขั้นตอนที่ซับซ้อน ซึ่งเริ่มต้นด้วยการทำแผนภาพ Schematic และแผนผังนี้ถูกแก้ไขผ่านเมนูแก้ไขผ่านซอฟต์แวร์ Eagle

4.3 พูลหลายชั้น

หลังจากออกแบบและวาดแผนผังแล้ว สิ่งต่อไปที่ต้องทำคือการออกแบบเค้าโครง ซึ่งสามารถทำได้โดยนำขนาดของแผงวงจรพิมพ์ของคุณและอัพโหลดไปยังซอฟต์แวร์

หากคุณใช้ซอฟต์แวร์ Eagle คุณจะสามารถเลือกกริดที่เหมาะสมได้ เพื่อช่วยให้ PCB แต่ละชั้นซ้อนทับกัน ซึ่งทำได้โดยใช้ปุ่มที่กำหนดเส้นทางแต่ละชั้นแยกกันตามความต้องการของคุณ

หรือคุณสามารถสร้างพูลหลายชั้นสำหรับ PCB ได้โดยการสร้างอัตโนมัติ โดยใช้ซอฟต์แวร์ Eagle อย่างไรก็ตามหากคุณเลือกเทคนิคนี้ คุณจำเป็นต้องตรวจสอบส่วนประกอบ ข้อความ ชั้น และขนาด

จากนั้นคุณควรใช้ตัวเลือกกฎการตรวจสอบ เพื่อประเมินเค้าโครงสุดท้าย

4.4 แผงวงจรหลายชั้น

แผงวงจรพิมพ์หลายชั้นกลายเป็นหัวใจหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของโลก เป็นหน้าที่สำคัญของส่วนประกอบและสายไฟ สิ่งนี้ทำให้ PCB ใหม่ๆ มีความก้าวหน้าและซับซ้อนมากขึ้น

ช่วยให้มีตัวเลือกที่ยืดหยุ่นขั้นสูงแก่ผู้ใช้ขั้นสูงและส่วนที่มีรูปร่างแปลก ๆ ให้เลือก PCB สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างง่ายประกอบด้วยชั้นเดียว ในขณะที่ PCB ที่ซับซ้อนเช่นที่ใช้ในแผงวงจรหลักของคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยหลายชั้น ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่า PCB หลายชั้น

สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือเทคโนโลยีขั้นสูงทำให้ผู้ผลิตสามารถลดขนาด PCB ลงได้อย่างมาก

PCB หลายชั้นคือ PCB ต่างๆที่ทำด้วยฟอยล์ทองแดงอย่างน้อยสามชั้น มีลักษณะเหมือน PCB ด้านเดียวหรือสองด้าน ซึ่งถูกยึดติดมาพร้อมกับฉนวนกันความร้อนและการป้องกัน โดยปกติแล้วสองชั้นนี้จะถูกวางไว้ที่ด้านพื้นผิวของ PCB

การเชื่อมต่อไฟฟ้าในชั้นสามารถทำได้โดยใช้รูเวีย เช่น รูเวียแบบฝัง และการชุบผ่านรู นี่คือสิ่งที่ส่งผลให้เกิด PCB ที่ซับซ้อนรุ่นใหม่ๆ ที่คุณจะได้รับในตลาด ซึ่งมีขนาดที่แตกต่างกันไป

แผ่น PCB หลายชั้นถูกค้นพบผ่านการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในโลกของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การใช้งานและการทำงานอย่างต่อเนื่องในโลกอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ทำให้มันมีความยุ่งยากและซับซ้อนมากขึ้น

ในขั้นต้น PCB ก็เคยมีปัญหา รวมถึง ครอสท็อล์ค ความจุ และสัญญาณรบกวน ด้วยเหตุนี้ผู้ผลิตจึงจำเป็นต้องมีข้อจำกัดเฉพาะเพื่อจำกัดการเกิดปัญหาต่างๆ

การพิจารณาการออกแบบหมายความว่าการออกแบบ PCB จะต้องมีความรอบคอบ ซึ่งจะส่งผลให้มีประสิทธิภาพในระดับสูงทั้ง PCB สองด้านและอื่น ๆ ด้วยความเข้าใจนี้เองที่ทำให้เกิดการค้นพบ PCB แบบหลายชั้นขึ้นมา

มันช่วยให้เราสามารถทำ PCB หลายชั้นในขนาดที่เล็กได้ เพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

PCB ที่ทันสมัยมีชั้นต่างๆตั้งแต่ 4-12 ชั้น แผ่นเหล่านี้มาแบบจำนวนคู่เพื่อลดปัญหา เช่น ความแปรปรวน ซึ่งเกี่ยวข้องกับชั้นจำนวนคี่

นอกจากนี้การสร้างชั้นจำนวนคู่ยังประหยัดต้นทุนมากกว่า เมื่อเทียบกับการสร้างชั้นแบบอื่นๆ

ยิ่งไปกว่านั้นอุปกรณ์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ ซึ่งรวมถึงสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์พกพาจะใช้ PCB จำนวน 12 แผ่น ผู้ผลิตบางรายสามารถผลิต PCB ได้ประมาณ 32 ชั้น

สังเกตว่าแม้ว่าผู้ผลิต PCB หลายชั้นจะต้องใช้แรงงานมากและมีราคาแพง แต่ก็มีความสำคัญในโลกสมัยใหม่

เหตุผลก็คือชั้นเหล่านี้มาพร้อมกับประโยชน์มากมาย มากกว่าสิ่งที่คุณจะได้รับจาก PCB แบบสองชั้นหรือชั้นเดียว

4.5 ข้อดีของ PCB หลายชั้น

มีขนาดเล็ก นี่คือคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมที่สุดของ PCB หลายชั้น มีขนาดเล็กกว่า PCB ชั้นเดียวหรือสองชั้น และส่งผลให้เกิดประโยชน์อย่างมากต่อแนวโน้มในปัจจุบัน

มีขนาดกะทัดรัด แข็งแกร่ง และการใช้งานที่หลากหลายในแล็ปท็อป สมาร์ทโฟน และแท็บเล็ต มีน้ำหนักเบาในส่วนของโครงสร้าง

PCB ขนาดเล็กมีน้ำหนักน้อยกว่า เนื่องจากไม่ต้องใช้ประโยชน์จากตัวเชื่อมต่อหลายตัวที่ต้องการให้เชื่อมต่อระหว่างกันใน PCB สองชั้น และ PCB เดียว จึงเพิ่มความคล่องตัวให้กับอุปกรณ์ที่ใช้

• คุณภาพสูง การสร้าง PCB หลายชั้นจำเป็นต้องมีการวางแผนและการจัดระเบียบที่เหมาะสม ซึ่งหมายความว่าผลลัพธ์จะเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพดีกว่า เมื่อเทียบกับ PCB สองชั้นหรือชั้นเดียว นอกจากนี้ PCB เหล่านี้มีความน่าเชื่อถือมากกว่าอีกด้วย
• เพิ่มความทนทาน PCB หลายชั้นมีความทนทาน สามารถรับน้ำหนักได้มากและสามารถจัดการกับความร้อนและความกดดันที่มักจะเกิดขึ้นได้ในระหว่างการยึดติดกัน และยังมีวัสดุฉนวนหลายชั้นในระหว่างแต่ละชั้น และสารยึดเกาะ prepreg ที่ช่วยเพิ่มความทนทาน
• มีความยืดหยุ่นสูง ผู้ประกอบ PCB ที่ใช้เทคนิคการก่อสร้างแบบยืดหยุ่น จะได้ PCB หลายชั้นที่ยืดหยุ่นซึ่งมีคุณสมบัติที่เป็นที่ต้องการอย่างมาก เช่น ความสามารถในการใช้งานในพื้นที่ที่ต้องมีการยืดและดัดงอ อย่างไรก็ตามสิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่ายิ่งมีชั้นใน PCB มากเท่าไหร่ ก็ยิ่งมีความยืดหยุ่นน้อยลงเท่านั้น
• มีประสิทธิภาพมากขึ้น PCB หลายชั้นมีการรวมชั้นหลายชั้นไว้ในหน่วยของ PCB ดังนั้นจึงทำให้แผงมีความเชื่อมโยงกันมากขึ้น ทำให้มีคุณสมบัติที่ช่วยให้ได้ความเร็วและความจุที่สูงขึ้น แม้ว่าจะมีขนาดเล็กก็ตาม
• จุดเชื่อมต่อเดียว PCB หลายชั้นทำงานในหน่วยเดี่ยว ดังนั้นจึงมักจะมีจุดเชื่อมต่อเพียงจุดเดียว ซึ่งจะไม่เป็นเช่นนั้นหากคุณใช้ PCB หลายชั้นแบบชั้นเดียวหรือสองชั้น นี่เป็นประโยชน์อย่างมากต่อโลกอิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากช่วยลดขนาดและน้ำหนักลงไปได้อย่างมาก

4.6 ข้อเสีย

1. แม้ว่าเราจะได้พูดคุยเกี่ยวกับประโยชน์ของแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นมามากแล้ว แต่ก็เป็นเรื่องสำคัญที่มันจะต้องมาพร้อมกับปัญหาเล็กน้อย

2. มันมีราคาแพงเมื่อเทียบกับ PCB ชั้นเดียว เนื่องจากกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนและใช้เวลาในการสร้างเป็นจำนวนมาก เป็นการเพิ่มต้นทุนแรงงาน ซึ่งแปลว่า PCB จะมีราคาสูง

3. มีความท้าทายในการผลิตมากกว่า และต้องใช้เวลา และเทคนิคการผลิตขั้นสูงมากกว่า PCB แบบชั้นเดียว และข้อบกพร่องเล็ก ๆ น้อย ๆ อาจทำให้แผงนั้นไร้ประโยชน์ไปเลย

4. อุปทานมีจำกัด เนื่องจากต้องใช้เครื่องจักรราคาแพงในการผลิต ผู้ผลิตน้อยรายที่สามารถผลิตได้ ดังนั้นการผลิตจึงมีจำกัด

5. ต้องการการออกแบบที่กว้างขวาง และการเชื่อมต่อระหว่างชั้นและชั้นหนึ่งควรจะสามารถบรรเทาปัญหาด้านความต้านทานต่อไฟฟ้าสลับและครอสทอล์คได้ ซึ่งความผิดพลาดเพียงครั้งเดียวอาจนำไปสู่แผงที่ไม่สามารถใช้งานได้

6. การผลิต PCB ต้องใช้เวลาและคนต่อชั่วโมงเป็นจำนวนมาก ดังนั้นบางครั้งจึงเป็นเรื่องยากที่จะส่งมอบภายในระยะเวลาที่ต้องการได้

4.7 การเปรียบเทียบ PCB หลายชั้นกับ PCB ชั้นเดียว

1. มีความหนาแน่นสูงและมีฟังก์ชันการทำงานที่ดีกว่า เนื่องจากการแบ่งชั้น เพิ่มความจุ และความเร็ว

2. มีขนาดเล็กเนื่องจากการเพิ่มชั้นจะเพิ่มพื้นที่ผิว หมายความว่าความสามารถของ PCB จะสูงขึ้น เมื่อเทียบกับสิ่งที่คุณจะได้รับใน PCB ชั้นเดียว

3. มีน้ำหนักเบา เนื่องจากใช้ตัวเชื่อมต่อน้อยลงและสามารถใช้ในงานไฟฟ้าที่ซับซ้อนได้

4. PCB หลายชั้นมีฟังก์ชันการทำงานที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับแบบชั้นเดียว และมีการป้องกัน EMI ที่ยอดเยี่ยม การควบคุมความต้านทานต่อไฟฟ้าสลับ และคุณสมบัติอื่น ๆ แม้จะมีขนาดเล็ก

4.8 การใช้งาน

PCB หลายชั้นสามารถนำไปใช้งานได้ทุกรูปแบบ และกลายเป็นตัวเลือกที่ต้องการเนื่องจากสามารถใช้กับเทคโนโลยีทั้งหมดได้

พบได้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมด รวมถึงสมาร์ทโฟน ไมโครเวฟ และอุปกรณ์อุปโภคบริโภคในประเทศอื่น ๆ นอกจากนี้ยังใช้ในสมาร์ทวอทช์และอุปกรณ์พกพาได้ เนื่องจากมีขนาดเล็กและมีฟังก์ชันการทำงานที่เพิ่มขึ้น

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คอมพิวเตอร์ สามารถใช้งานได้อย่างหลากหลายในเมนบอร์ดและเซิร์ฟเวอร์ คุณสมบัติในการประหยัดพื้นที่ช่วยให้สามารถนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีได้ง่ายยิ่งขึ้น

PCB หลายชั้นยังถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์โทรคมนาคม ใช้ใน GPS การส่งสัญญาณ และในการใช้งานดาวเทียม เนื่องจากมีความทนทาน สามารถใช้งานได้ง่ายในอาคาร นอกอาคาร และอุปกรณ์เคลื่อนที่เช่นกัน

ในอุตสาหกรรม PCB หลายชั้นมีความสำคัญมาก เนื่องจากมีขนาดเล็กและทนทาน ดังนั้นจึงถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในการควบคุมอุตสาหกรรม และใช้ในการเดินเครื่องจักรในงานอุตสาหกรรม

ในด้านการแพทย์ก็ได้รับประโยชน์อย่างมากจาก PCB ซึ่งพบได้ในอุปกรณ์ที่ใช้ในการวินิจฉัยโรค เช่นเดียวกับอุปกรณ์ที่ใช้ในการรักษา

มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา จึงสามารถใช้ในเครื่องตรวจวัดหัวใจ เอ็กซเรย์ อุปกรณ์ทดสอบทางการแพทย์ และอุปกรณ์สแกน CAT

การทหารก็ได้รับประโยชน์มากมายจาก PCB หลายชั้นเช่นกัน ซึ่งถูกนำไปใช้งานในวงจรความเร็วสูง ดังนั้นจึงถูกนำไปใช้อย่างมากในการใช้งานทางทหาร นอกจากนี้ยังใช้ในอุปกรณ์ที่ต้องการการเคลื่อนไหวเพิ่มมากขึ้นอีกด้วย

อุตสาหกรรมยานยนต์ โดยเฉพาะรถยนต์ไฟฟ้าก็ได้รับประโยชน์อย่างมากจาก PCB ใช้ในสวิตช์ไฟหน้าของ GPS และเซ็นเซอร์เครื่องยนต์

มีขนาดเล็กทนทานและทนความร้อน ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมของรถยนต์

4.9 เทคโนโลยีพูลหลายชั้น

เทคโนโลยีนี้ช่วยให้มีการผลิตแผงที่มีคุณภาพ และถือเป็นกุญแจสู่ความสำเร็จในด้านการทหาร การสื่อสาร และสาขาอื่น ๆ ที่ต้องใช้ PCB หลายชั้น

เทคโนโลยีนี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถประดิษฐ์ PCB จากวัสดุ เช่น เฟล็กซ์ เทฟลอน และโพลีอิไมด์ เพื่อให้สามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้าที่มีต่อ PCB ได้

4.10 สวิตช์พูลหลายชั้น

PCB มีบทบาทสำคัญในการผลิตอุปกรณ์เครือข่ายคอมพิวเตอร์ เช่น สวิตช์หลายชั้นซึ่งมีฟังก์ชันพิเศษ รวมถึงความสามารถในการกำหนดเส้นทาง สวิตช์สามารถจัดลำดับความสำคัญของแพ็กเก็ตและให้บริการที่แตกต่างของ QoS ในฮาร์ดแวร์

4.11 ตัวเก็บประจุเซรามิกพูลหลายชั้น

นิยมเรียกกันว่า MLCC และใช้ในการสร้างบล็อคในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ MLCC ประกอบด้วยส่วนประกอบมากกว่า 30% ในโมดูลวงจรไฮบริด

ประกอบด้วยบล็อกเซรามิกเสาหินที่มีอิเล็กโทรด ซึ่งปรากฏอยู่ที่ปลายผิวของบล็อกเซรามิกที่สร้างหน้าสัมผัส ซึ่งเกิดจากการเผาใหม้ในชั้นโลหะ

ประเภท

MLCC มีหลายแบบ ซึ่งรวมถึงความทนทาน ความจุ และไดอิเล็กทริก ขนาดเคส และอื่น ๆ ค่าของมันจะแตกต่างกันออกไป แต่ค่าที่พบมากที่สุดมีตั้งแต่ 10 nF ถึง 1µF นอกจากนี้ระดับแรงดันไฟฟ้าจะอยู่ในช่วง 16V ถึง 100V

เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าขึ้นจึงมีการผลิต PCB หลายชั้นมากขึ้น ซึ่ง PCB เหล่านี้กำลังมีการประยุกต์ใช้มากมายทั้งในอุตสาหกรรมการวิจัยและวิทยาศาสตร์ ใช้ในอุปกรณ์รักษาความปลอดภัย ระบบเตือนภัย และไฟเบอร์ออปติกเซนเซอร์

นอกจากนี้ยังใช้ในอุปกรณ์วิเคราะห์สภาพอากาศและเครื่องเร่งอะตอม PCB หลายชั้นมีน้ำหนักเบา ขนาดกะทัดรัด และประหยัดพื้นที่

ความหนาของชั้น PCB

ชั้น PCB ต่างๆมีความหนาแตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าจะนำไปใช้ที่ใด ตัวอย่างเช่น:

• แผง 11 ชั้น สามารถมีขนาด 20 x 14 ได้ เว้นแต่จะมีข้อกำหนดเพิ่มเติม
• แผง 6 ชั้น ผลิตด้วยความหนา 0.031, 0.040, 0.047, 0.062 และ 0.125 นิ้ว
• แผงทั้ง 8 และ 10 ชั้น มีความหนา 0.062, 0.093 และ 0.125 นิ้ว

ความหนารวมมาตรฐานสำหรับ PCB หลายชั้นคือ 1.55 มม. การวัดมาตรฐานนี้ไม่ใช่การวัดจริงสำหรับ PCB หลายชั้นทั้งหมด แต่สามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการสร้างได้

ชั้น PCB จะมีการเรียงตามลำดับ กระบวนการจัดเรียงชั้นเหล่านี้สามารถทำได้ดังนี้:

       • การเลือกจำนวนชั้นเริ่มต้น คุณจะเลือกชั้น PCB ที่เหมาะกับความต้องการตามจุดประสงค์ของคุณ หากเป็นการสร้างต้นแบบ ใช้หนึ่งหรือสองชั้นก็มีประโยชน์มากทีเดียว ส่วน PCB สี่ชั้นเป็นแผงที่เรียบง่ายหรือราคาค่อนข้างถูก

การลำดับชั้น PCB

PCB หกชั้นนั้นมีราคาถูกและใช้กันอย่างมากมาย ส่วน PCB แบบแปดชั้นนั้นค่อนข้างคุ้มค่า ในขณะที่ PCB 12 ชั้นนั้นเหมาะอย่างยิ่งสำหรับแผงของอุตสาหกรรมหนัก หรือแผงที่มีแทร็กจำนวนมาก

       • เริ่มต้นทำเค้าโครง

       • ตรงนี้คุณจะเริ่มต้นด้วยชั้นสัญญาณบนและล่าง ขึ้นอยู่กับการออกแบบที่คุณใช้ สัญญาณทั้งสองด้านบนและด้านล่างจะเพียงพอเว้นแต่คุณต้องการการเชื่อมต่อที่มากเกินไป ซึ่งจะต้องใช้ชั้นสัญญาณภายในด้วย

มีตัวเลือกบางอย่างที่คุณสามารถใช้เพื่อลำดับชั้น PCB ของคุณได้ ต่อไปนี้คือสิ่งที่พบบ่อยที่สุด:

• สี่ชั้นซ้อนกัน
• หกชั้นซ้อนกัน
• แปดชั้นซ้อนกัน
• สิบชั้นซ้อนกัน
• 12 ชั้นซ้อนกัน โดยมีชั้นสัญญาณสองชั้นเพิ่มเติม
• 12 ชั้นซ้อนกันพร้อมกับ 4 GND

คุณสามารถขอใบเสนอราคาประเภทของ PCB ที่คุณต้องการได้ที่นี่ https://www.wellpcb.com/pcb-quote 

บทสรุป

ดังที่คุณได้เห็นแล้วว่าชั้น PCB ประกอบเป็นแผงวงจรพิมพ์สำหรับเครื่องใช้ต่างๆ โดยจะมีความแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการใช้ PCB ที่ใด

ชั้นด้านเดียวและสองด้านจะมีราคาถูกกว่าในการสร้าง แต่ไม่สามารถดำเนินการอะไรที่ซับซ้อนแบบที่ PCB หลายชั้นสามารถทำได้ ซึ่ง PCB หลายชั้นใช้ในเครื่องจักรและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง เมื่อเทียบกับการใช้งานอื่น ๆ

PCB หลายชั้นทำจากชั้น PCB สามชั้นขึ้นไป ซึ่งประกอบขึ้นด้วยทองแดงที่อยู่ระหว่างวัสดุอื่น ๆ ในกรณีที่มีข้อสงสัยและปัญหาใด ๆ คุณสามารถติดต่อเราผ่านช่องทางดังต่อไปนี้:

       • [email protected]et

       • www.wellpcb.com