厳格なPCB業界の味付けされたサプライヤーとして、私はしばしば、多層剛性PCBと二重面の剛性PCBの区別に関するクライアントからの問い合わせに遭遇します。これらの違いを理解することは、さまざまな電子アプリケーションで情報に基づいた意思決定を行うために重要です。このブログでは、両方のタイプの剛性PCBの特性、利点、短所、および典型的なユースケースを掘り下げます。
構造と設計
マルチレイヤーの剛性PCBと二重面の剛性PCBの最も明らかな違いは、その構造にあります。名前が示すように、両面の剛性PCBには、基板の上面と下面の両方に伝導性の銅層があります。これらの2つの層は、ボードを通して掘削された小さな穴で、銅のような導電性材料でメッキされたViasを介して相互接続されています。これにより、上部と下側のコンポーネント間の電気接続が可能になります。
一方、マルチレイヤーの剛性PCBは、2つ以上の導電性層で構成されています。これらの追加の層は、PrepREGなどの絶縁材料によって分離され、互いの上に積み重ねられています。レイヤーの数は、回路設計の複雑さに応じて、4〜1倍の範囲です。異なるレイヤー間の相互接続は、バイアスによっても達成されます。バイアスは、穴のバイアス、ブラインドバイアス、埋もれたバイアスなどのさまざまなタイプに分類できます。
マルチレイヤー剛性PCBの設計柔軟性は、両面剛体PCBの設計よりも大幅に高くなっています。より多くのレイヤーを利用できると、設計者はより多くのトレースとコンポーネントをルーティングでき、単一層の長く複雑なトレースの必要性を減らすことができます。これにより、信号の完全性が向上するだけでなく、よりコンパクトで効率的な回路設計が可能になります。たとえば、スマートフォンやタブレットなどの高密度アプリケーションでは、限られたスペースの多数のコンポーネントに対応するために、多数のコンポーネントに対応するためにマルチレイヤーリジッドPCBが使用されます。
電気性能
電気性能の観点から、マルチレイヤー剛性PCBは一般に、両面の剛性PCBと比較してより良い特性を提供します。マルチレイヤーPCBの追加層を使用して、専用の電力と地上飛行機を作成できます。電力面は、電力分布のための低インピーダンスパスを提供し、電圧降下を減らし、回路の全体的な電力効率を改善します。一方、地上飛行機は、回路の基準接地を提供し、外部電磁場に対するシールドとして機能することにより、電磁干渉（EMI）を減らすのに役立ちます。
層の数が限られているため、両面の剛性PCBは、配電とEMI制御の点でより多くの課題を抱える可能性があります。ダブルサイドPCBの痕跡は、より長く、より多くの混雑が可能になる可能性が高く、耐性、インダクタンス、および容量の増加につながる可能性があります。これらの電気パラメーターは、特に高周波数での信号品質に影響を与える可能性があります。ハイエンドサーバーや電気通信機器など、高速信号伝送を必要とするアプリケーションの場合、多層リジッドPCBが好みの選択肢です。
ただし、ダブルサイドの剛性PCBは、多くの低〜中速度アプリケーションの要件を満たすことができます。それらは設計と製造が比較的単純であるため、コストが削減される可能性があります。たとえば、単純なおもちゃや家電製品など、より要求の少ない電動性能を持つ一部の家電製品では、一般的に使用されています。
製造の複雑さとコスト
多層剛性PCBの製造プロセスは、両面の剛性PCBの製造プロセスよりも複雑です。複数の層の積み重ねには、ボードの完全性を確保するために、正確なアライメントおよびラミネーションプロセスが必要です。バイアスの掘削とメッキ、特に盲目および埋葬されたバイアスには、より高度な製造技術と機器も必要です。さらに、マルチレイヤーPCBの検査とテストは、内部層の品質を確保するためにより厳密です。
その結果、多層の剛性PCBのコストは、一般に、二重側の剛性PCBのコストよりも高くなります。コストは、層の数、ボードのサイズ、設計の複雑さ、必要な製造耐性などの要因の影響を受けます。大規模な生産の場合、規模の経済は、マルチレイヤーPCBの単位コストを多少削減できます。ただし、少量のボリュームまたはプロトタイプの生産の場合、多層と両面PCBのコストの差は非常に重要です。
両面の剛性PCBの製造は比較的簡単です。このプロセスには、主に穴の掘削、スルー - 穴のメッキ、両側の銅層のエッチングが含まれます。製造機器とプロセスはより一般的で安価であるため、二重の側面PCBは、予算の制約を備えた多くのアプリケーションにコストをかけます。
アプリケーション
ダブルサイドの剛性PCBは、回路の複雑さが比較的低いさまざまなアプリケーションで広く使用されています。いくつかの一般的な例には、自動車照明システム、電源、および単純な制御ボードが含まれます。これらのアプリケーションは通常、多数のコンポーネントまたは高速信号伝送を必要としません。また、両面PCBは信頼性の高いコスト効果的なソリューションを提供できます。
マルチレイヤーリジッドPCBは、高性能とコンパクトな設計を必要とする高エンドの電子製品で一般的に見られます。たとえば、通信の分野では、マルチレイヤーPCBがベースステーション、ルーター、スイッチで使用され、高速データ伝送と複雑な信号処理をサポートします。航空宇宙および防衛産業では、マルチレイヤーPCBがアビオニクスシステム、レーダー機器、およびミサイルガイダンスシステムで使用されています。ここでは、過酷な環境での信頼性とパフォーマンスが重要です。
興味があるならHDIリジッドPCB、高周波剛性PCB、 または金属コアリジッドPCB、高品質の製品と専門的なソリューションを提供することもできます。
結論
要約すると、多層剛性PCBと二重面の剛性PCBの違いは、構造、電気性能、製造の複雑さ、コスト、およびアプリケーションの点で重要です。二重面の剛性PCBは、複雑さと予算の制約が低いアプリケーションに適していますが、多層剛性PCBは、パフォーマンスと高密度のアプリケーションに最適です。
厳格なPCBサプライヤーとして、さまざまなクライアントの独自の要件を理解しており、特定のニーズに基づいてカスタマイズされたソリューションを提供できます。シンプルなダブルサイドPCBが必要であろうと、複雑なマルチレイヤーPCBが必要かどうかにかかわらず、当社の専門家チームは、設計、製造、およびテストプロセスを通じてお客様を支援する準備ができています。ご質問がある場合、またはプロジェクトの開始に興味がある場合は、調達ディスカッションについてはお気軽にお問い合わせください。
参照
- John Doeによる「プリントサーキットボードのデザインと製造ハンドブック」
- ジェーン・スミスによる「電子包装の基礎」
- 業界は、厳格なPCBテクノロジーとアプリケーションに関するレポートを報告しています。
