PCB-paksuuden tutkiminen - standardit, vaihtelut ja vaikutus elektronisen laitteen toimivuuteen

PCB-paksuuden tutkiminen - standardit, vaihtelut ja vaikutus elektronisen laitteen toimivuuteen

Painetut piirilevyt (PCB) ovat nykyaikaisissa elektroniikkalaitteissa olennainen osa, sillä ne toimivat selkärankana, joka pitää sisällään ja yhdistää kaikki olennaiset komponentit. 

Piirilevyn paksuus on tärkeä näkökohta, joka vaikuttaa sen toimivuuteen, kestävyyteen ja yhteensopivuuteen. 

Tässä artikkelissa selvitämme vakiomuotoisen PCB:n paksuus, tutkia eri PCB-tyyppien, kuten 2-kerroksisten, 4-kerroksisten ja 16-kerroksisten piirilevyjen, vaihtelevaa paksuutta ja ymmärtää PCB-paksuuden merkityksen. 

Keskustelemme myös siitä, miten valita oikea piirilevyn paksuus projekteihisi ja menetelmiä sen tarkkaan mittaamiseen.

Sisällysluettelo
    Lisää otsikko sisällysluettelon luomisen aloittamiseksi.
    Levyn paksuus PCB-suunnittelussa

    Mikä on standardi PCB-paksuus?

    Painetun piirilevyn (PCB) vakiopaksuudeksi tunnustetaan yleisesti 1,6 mm eli noin 0,063 tuumaa. Tämä standardi juontaa juurensa vaneriteollisuudesta, jossa samaa paksuutta käytettiin elektroniikkalaitteiden substraateissa, ja tämä käytäntö siirtyi lopulta elektroniikan valmistusteollisuuteen. 

    Standardi PCB-paksuus
    Standardi PCB-paksuus

    On kuitenkin tärkeää huomata, että vakiopaksuudessa voi olla pieniä vaihteluita, kuten 1,57 mm tai noin 0,062 tuumaa, johtuen erilaisista valmistusstandardeista tai toleransseista. 

    Vakiopaksuudesta huolimatta piirilevyt suunnitellaan eri paksuisina, jotta ne soveltuvat lukemattomiin sovelluksiin ja vaatimuksiin. Joitakin yleisiä vaihtoehtoisia paksuuksia, joihin saatat törmätä, ovat muun muassa 0,8 mm, 1,0 mm ja 2,0 mm.

    Mikä on 2-kerroksisen piirilevyn paksuus?

    Teollisuuden standardipaksuus kaksikerroksisille piirilevyille on 1,57 mm, mikä vastaa noin 0,062 tuumaa. 1,57 mm:n paksuus sisältää ydinmateriaalin, yleensä FR4sekä kuparipinnoite ytimen molemmin puolin.

    Kaksikerroksisilla piirilevyillä voi kuitenkin olla erilaisia paksuuksia, tyypillisesti 0,010" - 0,060" (noin 0,25 mm - 1,52 mm). Paksuuden vaihtelu voi johtua useista tekijöistä, kuten käytetystä dielektrisestä materiaalista, levylle asennettujen komponenttien koosta ja painosta sekä kyseisen sovelluksen erityisvaatimuksista.

    Mikä on 4-kerroksisen piirilevyn paksuus?

    4-kerroksisen piirilevyn paksuus voi vaihdella suuresti suunnitteluvaatimusten ja sovellusten perusteella. Seuraavassa on joitakin tietoja 4-kerroksisten piirilevyjen tyypillisistä paksuuksista:

    Vakiopaksuus:
    4-kerroksisen piirilevyn vakiopaksuus on usein noin 1,6 mm tai noin 0,063 tuumaa. Tämä paksuus sisältää johtavat ja eristävät kerrokset, jotka on sijoitettu yhteen. Se on yleisesti hyväksytty paksuus, joka tarjoaa tasapainon rakenteellisen eheyden ja tiiviyden välillä erilaisissa elektroniikkasovelluksissa.

    Paksuusalue:
    4-kerroksisten piirilevyjen paksuus voi kuitenkin vaihdella niinkin ohuesta kuin 0,5 mm niin paksuun kuin 1,6 mm, mukaan lukien muut mitat, kuten 0,8 mm, 1,0 mm ja 1,2 mm tällä alueella.

    Erityiset paksuusvaihtelut:
    4-kerroksisilla piirilevyillä voi yleensä olla paksuus, joka vaihtelee 0,13 mm: stä 0,15 mm: iin, paksumpia muunnelmia on saatavana 0,20 mm: n ja 0,25 mm: n välillä, ja vakiopaksuus on noin 0,125 tuumaa.

    Ydin- ja kuparikerrokset:
    4-kerroksisen piirilevyn kokonaispaksuus sisältää ydinmateriaalin, yleensä FR4, ja kuparikerrokset. Kuparikerrokset ovat välttämättömiä johtavuuden kannalta, kun taas ydin antaa rakenteellista tukea. Näiden kerrosten paksuus vaikuttaa PCB:n kokonaispaksuuteen.

    Mukautettu paksuus:
    Paksuus voidaan räätälöidä sovelluksen mukaan. Esimerkiksi paksumpi piirilevy voi olla parempi mekaanisen vakauden parantamiseksi ja signaalijälkien välisten ristikkäishäiriöiden vähentämiseksi, erityisesti malleissa, joissa on painavampia komponentteja tai suurempia tehovaatimuksia.

    Mikä on 16-kerroksisen piirilevyn paksuus?

    Tällaisen piirilevyn paksuus voi vaihdella merkittävästi erityisten suunnitteluvaatimusten, käytettyjen materiaalien ja aiotun sovelluksen perusteella. Seuraavassa esitellään 16-kerroksisten piirilevyjen tyypilliset paksuudet:

    Vakiopaksuus:
    Yhden valmistajan mainitsema 16-kerroksisen piirilevyn vakiopaksuus on 2,0 mm. Vakiopaksuus voi kuitenkin vaihdella hieman eri valmistajien ja eritelmien välillä.

    Paksuusalue:
    Yleensä 16-kerroksisen piirilevyn paksuus voi olla 2,2-3,0 mm. Paksuuden valinta riippuu piirilevyn suunnittelun erityisvaatimuksista ja käyttötarkoituksesta. Esimerkiksi tietyt valmistajat tarjoavat 16-kerroksisille piirilevyille erilaisia paksuusvaihtoehtoja, kuten 2,2 mm, 2,5 mm ja 3,0 mm.

    Mukautettu paksuus:
    Joissakin tapauksissa voidaan määrittää mukautettu paksuus, esimerkiksi IBE tarjoaa 16-kerroksisen piirilevyn, jonka paksuus on 2,5 mm, mikä osoittaa, että paksuus voidaan räätälöidä vastaamaan erityisiä suunnittelu- ja sovellustarpeita.

    Määräävät tekijät:
    16-kerroksisen piirilevyn kokonaispaksuus määräytyy useiden tekijöiden mukaan, mukaan lukien ytimen ja prepreg-materiaalien paksuus, kuparin paino ja kaikki levylle levitetyt lisäpinnoitteet tai viimeistelyt. Piirien monimutkaisuus ja lisäeristyksen tai lämmönpoiston tarve voivat myös vaikuttaa piirilevyn paksuuteen.

    Mikä on PCB-paksuuden toleranssi?

    Paksuuden toleranssilla tarkoitetaan piirilevyn paksuuden sallittua vaihtelua sen määritellystä mitasta.
    Tämä toleranssi varmistaa, että piirilevyt sopivat oikein määritettyjen mittojen puitteissa, joten se on ratkaiseva tekijä, joka on otettava huomioon suunnittelun ja valmistuksen aikana, erityisesti tarkkuusherkissä sovelluksissa.

    PCB-paksuuden toleranssi
    PCB-paksuuden toleranssi

    Tyypillisesti piirilevyn paksuuden vakiotoleranssialue on ±10%. Tämä tarkoittaa, että 1,6 mm paksuksi määritellyn piirilevyn todellinen paksuus voi olla 1,44 mm:n ja 1,76 mm:n välillä.

    Toleranssi voi kuitenkin vaihdella valmistajasta ja hankkeen erityisvaatimuksista riippuen.

    Onko PCB-paksuudella väliä?

    Ehdottomasti! Piirilevyn paksuus vaikuttaa suoraan sen mekaaniseen lujuuteen, sähköiseen eristykseen ja lämpöhäviöön.

    Se on kriittinen parametri, joka vaikuttaa piirilevyn suorituskykyyn, kestävyyteen ja yhteensopivuuteen elektronisen laitteen muiden komponenttien kanssa.

    Miten paksuus vaikuttaa PCB:hen?

    Piirilevyn paksuudella on keskeinen rooli sen toiminnallisuudessa, luotettavuudessa ja sovellettavuudessa eri aloilla. Seuraavassa on useita tapoja, joilla paksuus vaikuttaa piirilevyyn:

    Mekaaninen vakaus:
    ● Paksumpi PCB tarjoaa yleensä paremman mekaanisen vakauden.
    ● Se kestää enemmän fyysistä rasitusta ja taipuu tai rikkoutuu paineen alla vähemmän todennäköisesti.
    ● Tämä on erityisen tärkeää sovelluksissa, joissa piirilevy altistuu mekaaniselle tärinälle tai muille fyysisille rasituksille.

    Lämpötehokkuus:
    ●PCB-paksuus voi vaikuttaa levyn lämpötehokkuuteen.
    ● Paksummat levyt voivat absorboida ja haihduttaa lämpöä paremmin, mikä on ratkaisevan tärkeää suuritehoisille sovelluksille tai niille, joilla on tiukat lämmönhallintavaatimukset.

    Sähköeristys:
    ● Piirilevyn paksuus voi vaikuttaa sen sähköisiin eristysominaisuuksiin.
    ● Paksumpi levy voi tarjota paremman sähköisen eristyksen, mikä vähentää oikosulkujen tai sähköisten häiriöiden riskiä kerrosten ja jälkien välillä.

    Signaalin eheys:
    ● Piirilevyn paksuus ja materiaalikoostumus voivat vaikuttaa signaalin eheyteen.
    ● Se voi vaikuttaa levyn impedanssiominaisuuksiin, mikä puolestaan vaikuttaa signaalin laatuun ja piirin suorituskykyyn.

    Komponenttien yhteensopivuus:
    ● Piirilevyn paksuus voi vaikuttaa komponenttien yhteensopivuuteen, erityisesti läpireikäisten komponenttien osalta.
    ● Näiden komponenttien reiät on porattava koko piirilevyn paksuuden läpi, ja paksuus voi vaikuttaa asennuksen helppouteen ja komponenttien vakauteen.

    Paino ja koko:
    ●PCB-paksuus vaikuttaa suoraan levyn painoon ja kokoon.
    ● Tämä on ratkaisevan tärkeää kannettaville tai pienikokoisille laitteille, joissa painon ja koon minimointi on ensisijaista.

    Kustannukset:
    ● Piirilevyn paksuus voi myös vaikuttaa kustannuksiin.
    ● Paksummat levyt vaativat enemmän materiaaleja ja saattavat vaatia ylimääräisiä käsittelyvaiheita, mikä voi johtaa korkeampiin valmistuskustannuksiin.

    Miten valitsen PCB-paksuuden?

    Oikean piirilevyn paksuuden valitseminen edellyttää sovelluksen, tilarajoitusten, sähköisten ja lämpövaatimusten arviointia. 

    Kyse on tasapainon löytämisestä, jolla varmistetaan, että piirilevy toimii luotettavasti ja sopii samalla suunnittelun määrittelyihin. 

    PCB-valmistajien kuuleminen ja projektin vaatimusten ymmärtäminen ovat keskeisiä vaiheita tietoon perustuvan päätöksen tekemisessä.

    Kuinka mitata PCB-paksuus?

    Kuinka mitata PCB-paksuus
    Kuinka mitata PCB-paksuus

    Piirilevyn paksuuden mittaaminen on suoraviivainen mutta tärkeä prosessi, jolla varmistetaan, että levy on määriteltyjen mittojen ja toleranssien mukainen. Seuraavassa esitetään piirilevyn paksuuden mittaamiseen liittyvät vaiheet ja työkalut:

    Tarvittavat työkalut:
    ● Mikrometri
    ●Vernier-mittatikku

    Mittausprosessi:
    ● Aseta piirilevy mikrometrin tai kaliperin leukojen väliin varmistaen, että levy on kohtisuorassa leukoihin nähden tarkan mittauksen saamiseksi.
    ● Sulje leuat varovasti, kunnes ne ovat kosketuksissa piirilevyn molempiin puoliin ilman liiallista painetta, joka voi puristaa levyä tai vahingoittaa työkalua.
    ● Lue mittaus mikrometrillä tai mittatikulla. On suositeltavaa tehdä useita mittauksia eri kohdista piirilevyä tarkkuuden ja johdonmukaisuuden varmistamiseksi.

    Mittausvihjeitä:
    ● Mittausten tekeminen useissa pisteissä koko piirilevyn alueella auttaa tarkistamaan paksuuden tasaisuuden ja tunnistamaan mahdolliset vaihtelut.
    ● Ole varovainen, ettet paina mikrometriä tai sormitinta liikaa, koska tämä voi johtaa epätarkkoihin mittauksiin tai piirilevyn tai mittaustyökalun mahdollisiin vaurioihin.
    ● Varmista, että mittauslaitteet on kalibroitu oikein tarkkojen lukemien varmistamiseksi.

    Päätelmä

    Piirilevyn paksuus on perustavanlaatuinen näkökohta, joka kattaa elektronisten laitteiden suunnittelun, valmistuksen ja käytön. 

    Tietoon perustuvien päätösten tekemisessä on keskeistä ymmärtää piirilevyn standardipaksuus, eri kerroslukujen vaihtelut ja paksuuden toleranssin vaikutukset. 

    Olitpa sitten harrastaja tai ammattilainen, piirilevyn paksuuden ja sen mittaustekniikoiden merkityksen ymmärtäminen on välttämätöntä elektroniikkaprojekteidesi onnistumisen kannalta, jotta varmistetaan, että ne täyttävät halutut suorituskyky-, luotettavuus- ja kestävyysstandardit.

    FAQ PCB:stä

    Painetun piirilevyn (PCB) vakiopaksuudeksi tunnustetaan yleisesti 1,6 mm eli noin 0,063 tuumaa. Tämä standardi juontaa juurensa vaneriteollisuudesta, jossa samaa paksuutta käytettiin elektroniikkalaitteiden substraateissa, ja tämä käytäntö siirtyi lopulta elektroniikan valmistusteollisuuteen.

    Teollisuuden standardipaksuus kaksikerroksisille piirilevyille on 1,57 mm, mikä vastaa noin 0,062 tuumaa. 1,57 mm:n paksuus sisältää ydinmateriaalin, tavallisesti FR4, sekä kuparipinnoitteen ytimen molemmin puolin.

    Paksuuden toleranssilla tarkoitetaan piirilevyn paksuuden sallittua vaihtelua sen määritellystä mitasta.
    Tämä toleranssi varmistaa, että piirilevyt sopivat oikein määritettyjen mittojen puitteissa, joten se on ratkaiseva tekijä, joka on otettava huomioon suunnittelun ja valmistuksen aikana, erityisesti tarkkuusherkissä sovelluksissa.

    Aiheeseen liittyvät viestit

    Aiheeseen liittyvät viestit

    PCB-impedanssilevy - kaikki mitä sinun tarvitsee tietää

    PCB-impedanssilevy - kaikki mitä sinun tarvitsee tietää

    PCB-impedanssilevyt ovat tehokkaiden elektronisten järjestelmien selkäranka, jossa signaalin eheys hallitsee ylivoimaisesti. Nämä erikoistuneet painetut piirilevyt on suunniteltu ja valmistettu huolellisesti ...
    Kuinka asentaa vastus painettuun piirilevyyn

    Miten asentaa vastus piirilevylle?

    Vastusten käyttö piirilevyllä (PCB) on tärkeä osa piirisuunnittelua. Vastus on komponentti, jota käytetään rajoittamaan ...
    SMT PCB-kokoonpanon purkaminen pakkauksesta - Pinta-asennustekniikka

    SMT PCB-kokoonpanon purkaminen pakkauksesta - Pinta-asennustekniikka

    Tässä artikkelissa selvitetään SMT-piirilevyjen kokoonpanoprosessien, koneiden, kustannusrakenteiden, edeltäjiin verrattuna saavutettujen etujen ja valmistuskumppaneiden valintastrategioiden määritelmiä.
    Perinteinen PCB-valmistus vs. Rapid Prototyping PCB - yksityiskohtainen vertailu

    Perinteinen PCB-valmistus vs. Rapid Prototyping PCB - yksityiskohtainen vertailu

    Elektroniikan jatkuvasti kehittyvässä maisemassa painettujen piirilevyjen (PCB) luominen on tärkeä osa tuotekehitystä. Olipa kyse sitten kuluttajille ...
    IBE Electronics tapaa sinut CES-messuilla (Consumer Electronics Show) 2024

    IBE Electronics tapaa sinut CES-messuilla (Consumer Electronics Show) 2024

    IBE on yksi globaaleista ODM / OEM-valmistajista, joilla on massatuotantopohja, ja IBE kutsuu sinut käymään osastollamme 2012 & 2014 ja osastollamme 2929 tammikuussa ...
    Pyydä tarjous

    Jätä kommentti

    Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

    fiFinnish
    Vieritä alkuun