แผ่นวงจรพิมพ์สองด้านมีทองแดงอยู่ทั้งสองด้านและเชื่อมต่อสองชั้นเข้าด้วยกันด้วยรูเจาะชุบโลหะ ยังคงเป็นแผ่นวงจรพิมพ์ที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการประกอบ: จำนวนชั้นช่วยลดราคา ชั้นทองแดงชั้นที่สองช่วยให้การเดินสายง่ายขึ้น และกฎการออกแบบก็เหมือนกับแผ่นวงจรพิมพ์ 38 ชั้น เพราะทั้งสองแบบผลิตจากสายการผลิตเดียวกัน
ข้อดีของชั้นที่สอง
พื้นที่สำหรับการเดินสาย — แผ่นวงจรพิมพ์สองชั้นสามารถวางตัวนำขวางกันได้แทนที่จะเดินสายอ้อม ทำให้ส่วนควบคุมที่มีความหนาแน่นสูงสามารถติดตั้งได้โดยไม่ต้องเพิ่มชั้น
ระนาบกราวด์และระนาบพลังงาน — ด้านที่สองมีระนาบแข็ง ซึ่งช่วยลดระยะทางในการส่งกลับและกำจัดพื้นที่ลูปที่แผ่นวงจรพิมพ์ด้านเดียวทิ้งไว้
ความหนาแน่นของชิ้นส่วน — สามารถวางชิ้นส่วนได้ทั้งสองด้าน ซึ่งช่วยลดขนาดโครงร่างลงครึ่งหนึ่งในกรณีที่ตัวกล่องเป็นข้อจำกัด
- ต้นทุน — การใช้แผ่นสองชั้นช่วยหลีกเลี่ยงกระบวนการเคลือบซ้ำของโครงสร้างหลายชั้น ในขณะที่ยังคงควบคุมค่าความต้านทานไว้ที่ ±10% ในจุดที่โครงสร้างต้องการ
วัสดุและขนาดแผ่น
FR-4 เป็นแกนกลางมาตรฐาน โดยมี FR-4 ที่มีค่า Tg สูงสำหรับอุณหภูมิการบัดกรีที่สูงขึ้น CEM1 และ FR-1 สำหรับงานของผู้บริโภคที่เน้นต้นทุน และแผ่นลามิเนตปลอดฮาโลเจนในกรณีที่ลูกค้าต้องการ แผ่นมีขนาดสูงสุด 580 × 1900 มม. และหนา 0.1–6.0 มม. โดยมีทองแดงตั้งแต่ 0.5 ออนซ์ถึง 20 ออนซ์ในชั้นนอก — แผ่นสองชั้นขนาด 20 ออนซ์เป็นวิธีทั่วไปในการรองรับกระแสไฟฟ้าสูงโดยไม่ต้องใช้โครงสร้างทองแดงหนา
กระบวนการผลิตและการตรวจสอบ
แผ่นวงจรถูกเจาะด้วยเครื่องจักรที่ความหนา 0.15 มม. หรือด้วยเลเซอร์ที่ความหนา 0.1 มม. ชุบโลหะ สร้างภาพด้วยเส้นและช่องว่างที่ความละเอียด 0.06 มม. จากนั้นจึงเคลือบด้วย HASL, HASL ปลอดสารตะกั่ว, ENIG, เงินหรือดีบุกแบบจุ่ม, ทองแฟลช, นิ้วทอง, OSP หรือหมึกคาร์บอน ความคลาดเคลื่อนของเส้นขอบต้องอยู่ที่ ±0.10 มม. และความโค้งและการบิดต้องอยู่ที่ 0.7%; แผ่นวงจรทุกแผ่นจะได้รับการทดสอบทางไฟฟ้าก่อนจัดส่ง และแผ่นวงจรผลิตตามมาตรฐาน IPC-6012B และ IPC-A-600H พร้อมการรับรอง UL ภายใต้หมายเลขไฟล์ E354070
กรณีที่ใช้แผ่นวงจรสองชั้น
การควบคุมอุตสาหกรรมและลอจิกรีเลย์, แหล่งจ่ายไฟ, ไฟ LED และคนขับรถ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เครื่องมือวัดและ โทรคมนาคม อุปกรณ์ การรีโฟลว์แบบสองด้านช่วยให้สามารถติดตั้งวัสดุได้ทั้งสองด้าน ซึ่งทำให้ขอบมีขนาดเล็กในผลิตภัณฑ์ที่สวมใส่ได้และถือด้วยมือ ในกรณีที่การออกแบบต้องการไมโครเวียแทนรูทะลุ แผงเดียวกันสามารถสร้างเป็น บอร์ด HDI.
เมื่อแผ่นวงจรสองชั้นไม่ใช่คำตอบที่ผิด
แผ่นวงจรสองชั้นจะไม่ใช่คำตอบที่ราคาถูกอีกต่อไปทันทีที่การออกแบบต้องการบางอย่างที่แผ่นทองแดงสองชั้นไม่สามารถตอบสนองได้ สัญญาณจะปรากฏในแบบร่างแทนที่จะอยู่ในใบเสนอราคา และแต่ละสัญญาณจะเปลี่ยนประเภทของแผ่นวงจรแทนที่จะเปลี่ยนราคาของแผ่นวงจร
ระนาบอ้างอิงไม่สามารถต่อเนื่องได้อีกต่อไป — ด้านที่สองต้องรองรับการเดินสายและระนาบในเวลาเดียวกัน ดังนั้นทุกเส้นทางที่ตัดผ่านจะตัดเส้นทางส่งกลับด้านล่าง เมื่อสายที่มีอิมพีแดนซ์ควบคุม คู่ดิฟเฟอเรนเชียล หรือบัสความเร็วสูงต้องรักษาอิมพีแดนซ์จากตัวขับไปยังตัวรับ ระนาบที่ไม่ถูกขัดจังหวะจะมีค่ามากกว่าการเคลือบที่ใช้ไป วิธีการกำหนดชั้นต่างๆ จะกล่าวถึงในหัวข้อถัดไป แผงวงจรพิมพ์หลายชั้น.
กระแสไฟฟ้าแรงสูงและระยะห่างระหว่างเส้นที่ละเอียดดึงไปในทิศทางตรงกันข้าม — การกัดฟอยล์หนาจะกัดเซาะร่องวงจร จากด้านข้าง ดังนั้นจึงไม่สามารถผลิตทองแดงที่หนาที่สุดและเส้นและช่องว่างที่ละเอียดที่สุดบนแผงเดียวกันได้ในเวลาเดียวกัน การแบ่งบอร์ดออกเป็นโซนพลังงานและโซนตรรกะจะช่วยรักษาทั้งสองอย่างไว้ แต่ในกรณีที่กระแสไฟฟ้า เองเป็นข้อกำหนด คำตอบคือ แผงวงจรพิมพ์ทองแดงหนา ด้วยงบประมาณการกัดกรดที่แตกต่างกัน
พื้นที่ว่างหมดก่อนที่การเดินสายจะเริ่มต้น — ขั้วต่อ BGA ที่มีระยะห่างแคบหรือขั้วต่อที่มีจำนวนขามากอาจ ทำให้พื้นที่ระหว่างแผ่นรองหมดลงก่อนที่จะมีการดึงสัญญาณแรก และการเดินสายข้ามชั้นไม่ว่าจะมากแค่ไหน ก็ไม่สามารถกู้คืนได้ นั่นเป็นปัญหาของ vias มากกว่าปัญหาของชั้น ดังนั้นแผงเดียวกันจึงถูกสร้างใหม่ด้วย ไมโครเวียแทนรูทะลุ
การประกอบต้องพับได้ — บอร์ดที่บานพับ เลื่อน หรือพันรอบตัวเรือนไม่เคยเป็นปัญหาของสองชั้น แผงวงจรพิมพ์แบบแข็งและยืดหยุ่น (Rigid-Flex PCBs) ครอบคลุมโครงสร้างที่เข้ามาแทนที่ตัวเชื่อมต่อและสายเคเบิลที่การประกอบจำเป็นต้องใช้
ชั้นที่สองจะกลายเป็นเพียงระนาบ — หากการเดินสายพอดีกับด้านหนึ่งและด้านที่สองถูกใช้ไปกับพื้นดินทั้งหมด การออกแบบนั้นกำลังจ่ายเงินสำหรับชั้นที่ไม่ได้ใช้
การเปลี่ยนประเภทของบอร์ดไม่ได้เพิ่มชั้น: โครงร่าง การแบ่งแผง ช่องเปิดของสเตนซิล โปรแกรม และชิ้นงานแรกทั้งหมดเป็นไปตามโครงสร้างใหม่ การตัดสินใจควรอยู่ในขั้นตอนการตรวจสอบ DFM ในขณะที่ แบบร่างยังคงเปิดอยู่ และไม่ใช่ในการเปรียบเทียบระหว่างใบเสนอราคาสองใบ
อะไรคือสิ่งที่กำหนดราคาของบอร์ดสองชั้นจริงๆ
บอร์ดสองแผ่นที่มีโครงร่างเดียวกันและจำนวนชั้นเท่ากันอาจมีราคาที่แตกต่างกันมากโดยที่ซัพพลายเออร์รายใดรายหนึ่ง ไม่ผิด บนแผงสองชั้น ราคาถูกกำหนดโดยงานที่ฟีเจอร์ต่างๆ ต้องการ และจำนวนชั้นเป็นเพียงตั๋วเริ่มต้นเท่านั้น
จำนวนรูและอัตราส่วนด้าน — รูทะลุทุกรูจะถูกเจาะ ชุบ ตรวจสอบ และทดสอบทางไฟฟ้า ดังนั้นจำนวนรูจึงส่งผลต่อเวลาในการเจาะและชุบของแผง ความลึกเทียบกับ เส้นผ่านศูนย์กลางจะเป็นตัวกำหนดว่าดอกสว่านต้องทำงานหนักแค่ไหน และดอกสว่านที่หักในรูเล็กๆ ที่ลึกจะทำให้ต้นทุนของแผงเพิ่มขึ้น มากกว่าต้นทุนของรู
น้ำหนักทองแดงเทียบกับความกว้างของเส้น — ร่องใต้แผ่นทองแดงที่จำกัดเส้นละเอียดบนแผ่นฟอยล์หนา ยังจำกัดปริมาณทองแดงที่สามารถเพิ่มลงในเลย์เอาต์เส้นละเอียดได้ด้วย แผงจะถูกแบ่งออกเป็นโซนหรือเสนอราคา โดยพิจารณาจากข้อกำหนดที่หนักกว่าระหว่างสองข้อ
การใช้ประโยชน์ของแผงและขอบกระบวนการ — ราคาจะขึ้นอยู่กับพื้นที่ของแผงและจำนวนจุดเชื่อมต่อ ไม่ใช่ รูปทรงที่เสร็จสมบูรณ์ ช่องว่างระหว่างแผ่นและขอบกระบวนการถูกใช้ไปกับเครื่องมือ และ การบีบอัดรูปทรงเรขาคณิตไม่ได้ช่วยชดเชยช่องว่างเหล่านั้น
แผ่นลามิเนต, Tg และสต็อก — ความแตกต่างระหว่างแผ่นลามิเนตมาตรฐานกับแผ่นลามิเนตที่มีค่า Tg สูงหรือปราศจากฮาโลเจน คือ ช่องกดและตำแหน่งของสต็อก ไม่ใช่น้ำหนักของวัสดุ และแผ่นลามิเนตที่ต้อง สั่งซื้อ จะเปลี่ยนระยะเวลานำส่งก่อนที่จะเปลี่ยนราคา
ข้อกำหนดด้านการตกแต่งพื้นผิวและการสัมผัส — HASL, HASL ปราศจากตะกั่ว, การเคลือบแบบจุ่ม, ENIG และทองคำแข็ง บนขอบที่ลบมุม เป็นกระบวนการที่แตกต่างกันบนทองแดงชนิดเดียวกัน และการเลือกนั้นขึ้นอยู่กับวิธีการ บัดกรี การสัมผัส และการจัดเก็บแผ่น ไม่ใช่จากความเคยชิน
รูปทรงและเครื่องมือ — การตัดตามแบบจะทำตามแบบร่าง การตัดแบบ V-cut ใช้ได้เฉพาะในแนวเส้นตรง และ การเจาะรูปทรงต้องใช้แม่พิมพ์ที่การผลิตจำนวนน้อยไม่สามารถรองรับได้
ใบเสนอราคาสองใบจะเปรียบเทียบกันได้ก็ต่อเมื่อแผ่นลามิเนต น้ำหนักทองแดง การตกแต่งพื้นผิว การจัดเรียงแผง ปริมาณ และความครอบคลุมของการทดสอบทางไฟฟ้าเหมือนกัน หากแผ่นวงจรพิมพ์แผ่นหนึ่งแตกต่างออกไป แผ่นวงจรพิมพ์แผ่นที่ถูกกว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างออกไป ไม่ใช่เพราะราคาดีกว่า
การขอใบเสนอราคา
ส่งไฟล์ Gerber พร้อมระบุจำนวนชั้น น้ำหนักทองแดง ผิวสำเร็จ ขนาดแผ่นวงจรพิมพ์ และจำนวนที่ต้องการ ชิ้นงานต้นแบบจะส่งคืนภายใน 1-3 วัน และงานพิมพ์ปริมาณปานกลางภายใน 4-10 วัน โดยตัดสเตนซิลภายในสี่ชั่วโมง หน้าความสามารถ เก็บขีดจำกัดกระบวนการที่ใช้สำหรับการเสนอราคาและ หน้าใบรับรอง ใบรับรองที่ออกให้
เมื่อแผ่นกระดานสองด้านเคลื่อนเข้าสู่กระบวนการประกอบ การประกอบ PCB ในประเทศจีน หน้านี้ครอบคลุมถึงกระบวนการผลิต SMT, การติดตั้งแบบ Through-hole, การจัดหาชิ้นส่วน และการประกอบกล่องจากโรงงานแห่งเดียว
