จำนวนชั้น PCB ตามที่ระบุไว้เทียบกับจำนวนชั้น PCB ที่แท้จริง

คุณอาจเห็นคำว่า "จำนวนชั้น" ในการออกแบบ PCB และสงสัยว่ามันหมายถึงอะไรกันแน่ จำนวนชั้นที่ระบุ (Nominal layer count) แสดงให้เห็นว่าผู้ผลิตจะสร้างชั้นทองแดงกี่ชั้นในแผงวงจรของคุณ ส่วนจำนวนชั้น PCB ที่ใช้งานได้จริง (Effective PCB Layer Count) บอกคุณว่ามีกี่ชั้นที่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์ในงานออกแบบของคุณ ไม่ใช่ทุกชั้นที่จะช่วยให้วงจรของคุณทำงานได้ หากคุณรู้ความแตกต่าง คุณจะสามารถหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการออกแบบและทำให้แน่ใจว่าแผงวงจรของคุณทำงานได้ตามที่วางแผนไว้

ประเด็นที่สำคัญ

• เรียนรู้ความแตกต่างระหว่างจำนวนชั้น PCB ที่ระบุ (Nominal) และจำนวนชั้นที่ใช้งานได้จริง (Effective) จำนวนชั้นที่ระบุหมายถึงทุกชั้น ส่วนจำนวนชั้นที่ใช้งานได้จริงจะนับเฉพาะชั้นที่มีสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์เท่านั้น

• มองดูตัวเองอยู่เสมอ ภาพวาดซ้อน ก่อนที่จะทำการผลิตแผ่นวงจร วิธีนี้จะช่วยให้การออกแบบของคุณตรงกับจำนวนชั้นที่กำหนดไว้ และยังช่วยป้องกันความสับสนอีกด้วย

• ค้นหาเลเยอร์ที่มีประสิทธิภาพโดยตรวจสอบว่าแต่ละเลเยอร์ทำหน้าที่อะไร นับเฉพาะเลเยอร์ที่ช่วยในการไหลของสัญญาณ พลังงาน หรือการต่อลงดินเท่านั้น

• อธิบายรายละเอียดการออกแบบให้ผู้ผลิตเข้าใจอย่างชัดเจน บอกพวกเขาว่าแต่ละชั้นทำหน้าที่อะไรบ้าง วิธีนี้จะช่วยป้องกันข้อผิดพลาดในการผลิตแผงวงจรได้

• เมื่อวางแผนออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ควรคำนึงถึงจำนวนชั้นด้วย การสร้างสมดุลระหว่างต้นทุน ประสิทธิภาพ และความต้องการในการผลิต จะช่วยให้แผงวงจรของคุณทำงานได้ดีขึ้นและใช้งานได้นานขึ้น

จำนวนชั้น PCB ที่ระบุ

คำจำกัดความและข้อกำหนด

คุณจะเห็นคำว่า "จำนวนชั้นระบุ" ในเอกสารการออกแบบ PCB หลายฉบับ ตัวเลขนี้บอกคุณว่าแผงวงจรของคุณจะมีชั้นทองแดงกี่ชั้นจากผู้ผลิต ตัวอย่างเช่น หากคุณสั่งซื้อ PCB 4 ชั้น จำนวนชั้นระบุคือสี่ แต่ละชั้นจะวางซ้อนอยู่บนหรือใต้ชั้นอื่นภายในแผงวงจร ผู้ผลิตใช้ตัวเลขนี้ในการวางแผนการเรียงซ้อนและสร้างแผงวงจร

คุณสามารถดูจำนวนชั้นที่ระบุไว้ในแบบร่างการเรียงซ้อน (stack-up drawing) แบบร่างนี้แสดงลำดับของแต่ละชั้น รวมถึงชั้นสัญญาณ ชั้นพลังงาน และชั้นกราวด์ คุณควรตรวจสอบแบบร่างนี้เสมอก่อนส่งแบบของคุณไปผลิต หากคุณทำงานกับแผงวงจรหลายชั้น คุณจะเห็นตัวเลขที่สูงขึ้น เช่น 6, 8 หรือแม้แต่ 12 ตัวเลขเหล่านี้จะช่วยให้คุณและผู้ผลิตสื่อสารกันได้อย่างเข้าใจตรงกัน

เคล็ดลับ: ควรตรวจสอบจำนวนชั้นที่ระบุไว้ในแบบร่างการเรียงซ้อนของวัสดุในไฟล์ออกแบบของคุณให้ตรงกับจำนวนชั้นที่กำหนดไว้เสมอ ขั้นตอนนี้จะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงความสับสนในภายหลัง

ความเข้าใจผิดทั่วไป

หลายคนเข้าใจผิดว่าจำนวนชั้นที่ระบุไว้หมายความว่าทุกชั้นมีบทบาทสำคัญ แต่ความคิดนี้ไม่ถูกต้องเสมอไป บางชั้นอาจไม่ได้ส่งสัญญาณหรือส่งกระแสไฟฟ้า คุณอาจเห็นชั้นที่ทำหน้าที่เป็นเพียงฉนวนหรือชั้นที่ไม่มีประโยชน์ ชั้นเหล่านี้ยังคงนับรวมอยู่ในจำนวนชั้นที่ระบุไว้ แต่ไม่ได้ช่วยให้วงจรทำงานได้

นี่คือข้อผิดพลาดทั่วไปบางประการที่คุณควรหลีกเลี่ยง:

• เชื่อว่าทุกชั้นในการนับนั้นใช้สำหรับส่งสัญญาณหรือส่งพลังงาน

• ละเว้นเลเยอร์ที่ไม่ได้ใช้งานหรือเลเยอร์จำลองในงานออกแบบของคุณ

• โดยสมมติว่าผู้ผลิตทุกรายใช้กฎเดียวกันในการนับชั้น

คุณควรตรวจสอบหน้าที่ของแต่ละชั้นในงานออกแบบของคุณเสมอ อย่าเชื่อแค่จำนวนชั้นที่ระบุไว้เพียงอย่างเดียว ให้ดูที่โครงสร้างการเรียงซ้อนและพิจารณาว่าชั้นใดมีผลอย่างแท้จริง นิสัยนี้จะช่วยให้คุณตัดสินใจได้ดีขึ้นในการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และหลีกเลี่ยงปัญหาที่อาจเกิดขึ้นกับแผงวงจรหลายชั้นของคุณ

จำนวนชั้น PCB ที่มีประสิทธิภาพ

อะไรทำให้เลเยอร์มีประสิทธิภาพ

สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าอะไรทำให้เลเยอร์มีประสิทธิภาพ จำนวนเลเยอร์ PCB ที่มีประสิทธิภาพแสดงให้เห็นว่ามีกี่เลเยอร์ที่ช่วยให้วงจรของคุณทำงานได้ เลเยอร์เหล่านี้ทำหน้าที่ส่งสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์ อย่านับเลเยอร์ที่ไม่มีหน้าที่แท้จริงในการออกแบบของคุณ จำนวนเลเยอร์ PCB ที่มีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับหลายสิ่งหลายอย่าง:

• ความซับซ้อนของวงจร: วงจรที่ซับซ้อนกว่าต้องการเลเยอร์เพิ่มเติมสำหรับสัญญาณทั้งหมด

• ข้อจำกัดด้านพื้นที่: กระดานขนาดเล็กหมายความว่าคุณต้องใช้พื้นที่แต่ละชั้นให้เกิดประโยชน์สูงสุด

• ข้อกำหนดด้านพลังงาน: การออกแบบที่ใช้พลังงานสูงจำเป็นต้องมีชั้นวัสดุเพิ่มเติมเพื่อรองรับพลังงานและความร้อน

• การขยายในอนาคต: คุณอาจเพิ่มเลเยอร์สำหรับการอัปเกรดหรือการเปลี่ยนแปลงในภายหลังได้

เมื่อคุณคำนึงถึงจำนวนชั้นของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ที่มีประสิทธิภาพ การออกแบบของคุณก็จะดีขึ้น แต่ละชั้นควรช่วยในเรื่องการไหลของสัญญาณ พลังงาน หรือการต่อลงดิน

ชั้นสัญญาณ ชั้นพลังงาน และชั้นกราวด์

คุณจำเป็นต้องรู้ว่าแต่ละชั้นช่วยให้จำนวนชั้น PCB มีประสิทธิภาพมากขึ้นได้อย่างไร แต่ละประเภทของชั้นมีหน้าที่ของตัวเอง ตารางด้านล่างแสดงประเภทหลักและหน้าที่ของแต่ละประเภท:

ประเภทเลเยอร์	จุดมุ่งหมาย
ชั้นสัญญาณ	ทำหน้าที่ส่งสัญญาณระหว่างส่วนประกอบต่างๆ
เครื่องบินภาคพื้นดิน	ลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและรักษาไว้ ความสมบูรณ์ของสัญญาณ แข็งแรง
พาวเวอร์เพลน	มอบอำนาจอย่างทั่วถึงและสนับสนุนความซื่อสัตย์สุจริต
ชั้นภายใน	เพิ่มตัวเลือกการกำหนดเส้นทางสำหรับการออกแบบที่ซับซ้อนและช่วยรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้าง
ชั้นล่าง	ทำหน้าที่ต่อเส้นทางสัญญาณและเชื่อมต่อชิ้นส่วนต่างๆ

วางชั้นสัญญาณไว้ติดกับชั้นกราวด์เพื่อรักษาความปลอดภัยของสัญญาณ เลือกวัสดุที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและความร้อนสูง ควรปรับสมดุลชั้นทองแดงเสมอเพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นวงจรบิดงอ

เลเยอร์จำลองและเลเยอร์ที่ไม่ได้ใช้งาน

ชั้นดัมมี่หรือชั้นที่ไม่ได้ใช้งานจะไม่นับรวมในจำนวนชั้น PCB ที่ใช้งานได้จริง คุณอาจเห็นชั้นเหล่านี้ในแผงวงจรหลายชั้นเพื่อเติมช่องว่างหรือปรับสมดุลทองแดง ช่วยให้แผงวงจรเรียบและป้องกันความเครียดจากความร้อน บางครั้ง คุณอาจเพิ่มชั้นดัมมี่เพื่อให้จำนวนชั้นเป็นเลขคี่ การทำเช่นนี้สามารถลดต้นทุนและช่วยในการผลิตได้ ชั้นดัมมี่ไม่ได้ส่งสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์ ดังนั้นจึงไม่ช่วยในเรื่องความสมบูรณ์ของสัญญาณหรือความสมบูรณ์ของวงจรของคุณ

ปัญหาเกี่ยวกับจำนวนเลเยอร์ปลอมหรือเลเยอร์เสมือน

PCB แบบ 6 ชั้นเทียมคืออะไร

บางครั้ง ผู้คนใช้คำว่า “เสมือน” เมื่อพูดถึงจำนวนชั้นของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) PCB เสมือน 6 ​​ชั้น ดูเหมือนจะมีหกชั้น แต่ไม่ได้สร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับแผงวงจร 6 ชั้นจริง ผู้ผลิตใช้วิธีการนี้เพื่อแก้ไขปัญหา เช่น สัญญาณรบกวน (crosstalk) ในแผงวงจรทั่วไป ตัวอย่างเช่น โครงสร้างเสมือน 8 ชั้น ใช้แกนสามแกน โดยเอาแกนกลางออก ทำให้มีพื้นที่ว่างระหว่างชั้นมากขึ้น พื้นที่ว่างนี้ช่วยลดสัญญาณรบกวนและทำให้การเชื่อมต่อดีขึ้น แม้ว่าแผงวงจรจะมีเพียงหกชั้นทองแดง แต่ผู้คนก็ยังเรียกมันว่า “แผงวงจรเสมือน 8 ชั้น” เพราะมันถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับแผงวงจร 8 ชั้นจริง ราคาจึงใกล้เคียงกับแผงวงจร 8 ชั้นจริง เนื่องจากขั้นตอนการผลิตคล้ายกัน

คุณอาจเลือกจำนวนชั้นเสมือนสำหรับความต้องการออกแบบพิเศษ แต่คุณควรทราบว่าจำนวนชั้นนั้นไม่เท่ากับจำนวนชั้นทองแดงที่ใช้งานได้จริงเสมอไป ควรตรวจสอบแบบร่างการเรียงซ้อนเสมอเพื่อดูว่าชั้นใดเป็นชั้นที่ส่งสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์

ความเสี่ยงและอุปสรรคในโลกแห่งความเป็นจริง

การใช้ PCB แบบเสมือน 6 ​​ชั้น อาจก่อให้เกิดปัญหา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกแบบที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง คุณอาจประสบปัญหาเกี่ยวกับการทำงานของแผงวงจร ตารางด้านล่างแสดงความเสี่ยงทั่วไปบางประการและสิ่งที่อาจผิดพลาดได้:

ประเภทความเสี่ยง	ประเด็นเฉพาะ
ปัญหาความสมบูรณ์ของสัญญาณ	สัญญาณสำคัญมีเสียงดังผิดปกติอย่างรุนแรง
	การทดสอบแผนภาพดวงตาไม่ผ่าน
	อัตราข้อผิดพลาดบิตของระบบเกินขีดจำกัด
ปัญหาเสถียรภาพด้านพลังงาน	การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเกินระดับที่ปลอดภัย
	คุณจะได้ยินเสียงสวิตช์ดังมาก
ความล้มเหลวในการทดสอบ EMC	รังสีที่ปล่อยออกมาจากแผงวงจรมีปริมาณมากเกินไป
	การทดสอบภูมิคุ้มกันไม่ได้ผล
ปัญหาด้านการจัดการความร้อน	บางจุดมีอุณหภูมิสูงเกินไปและไม่สามารถระบายความร้อนได้
	คุณต้องการชั้นระบายความร้อนหรือรูเชื่อมต่อเพิ่มเติม

คุณควรเสมอ ปรึกษาผู้ผลิตของคุณ ก่อนที่จะเลือกจำนวนเลเยอร์เสมือน หากคุณไม่ตรวจสอบโครงสร้างบอร์ดจริง บอร์ดของคุณอาจไม่ผ่านการทดสอบสัญญาณหรืออาจร้อนเกินไป การตรวจสอบแต่ละเลเยอร์อย่างละเอียดจะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้และสร้างบอร์ดที่คุณวางใจได้

การเปรียบเทียบจำนวนชั้นที่ระบุและจำนวนชั้นที่แท้จริง

ความแตกต่างที่สำคัญ

คุณจำเป็นต้องทราบความแตกต่างหลักระหว่างจำนวนชั้นที่ระบุและจำนวนชั้นที่ใช้งานจริง ความแตกต่างเหล่านี้จะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการออกแบบ PCB ตารางด้านล่างแสดงวิธีการทำงานของจำนวนชั้นแต่ละประเภท:

คุณสมบัติ (Feature)	จำนวนชั้นที่กำหนด	จำนวนชั้นที่มีประสิทธิภาพ
มันหมายถึงอะไร	จำนวนชั้นทองแดงทั้งหมดที่สร้างขึ้น	จำนวนชั้นที่ส่งสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์
คุณจะพบมันได้ที่ไหน	แบบร่างการประกอบและบันทึกการผลิต	ไฟล์ออกแบบจริงและการกำหนดเส้นทาง
ใช้สำหรับ	การผลิตและการเสนอราคา	ประสิทธิภาพและการจัดวางทางไฟฟ้า
มีเลเยอร์จำลองรวมอยู่ด้วยหรือไม่?	มี (ใบกำกับภาษีเต็มรูปแบบ)	ไม่
ส่งผลต่อการไหลของสัญญาณหรือไม่?	ไม่เสมอ	มี (ใบกำกับภาษีเต็มรูปแบบ)

คุณจะเห็นว่าจำนวนชั้นที่ระบุไว้ (nominal layer count) บอกจำนวนชั้นที่ผู้ผลิตจะสร้างวงจร ส่วนจำนวนชั้นที่ใช้งานได้จริง (effective layer count) บอกจำนวนชั้นที่ช่วยให้วงจรทำงานได้ ชั้นที่ไม่ได้ใช้งานหรือชั้นที่ไม่มีสัญญาณจะนับรวมในจำนวนที่ระบุไว้ แต่จะไม่นับรวมในจำนวนที่ใช้งานได้จริง เฉพาะชั้นที่ส่งสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์เท่านั้นที่จะนับรวมเป็นชั้นที่ใช้งานได้จริง

หมายเหตุ หากคุณดูแค่จำนวนชั้นที่ระบุไว้ คุณอาจคิดว่าแผงวงจรของคุณมีเส้นทางสัญญาณมากกว่าที่เป็นจริง ความผิดพลาดนี้อาจก่อให้เกิดปัญหาในแผงวงจรหลายชั้นได้

วิธีการระบุในงานออกแบบของคุณ

คุณสามารถสังเกตความแตกต่างระหว่างจำนวนชั้นที่ระบุไว้และจำนวนชั้นที่ใช้งานจริงได้โดยการตรวจสอบไฟล์การจัดเรียงชั้นและการออกแบบของคุณ ต่อไปนี้คือขั้นตอนที่คุณสามารถทำตามได้:

1. เปิดแบบร่างโครงสร้างของคุณ นับชั้นทองแดงแต่ละชั้น นี่จะทำให้คุณทราบจำนวนชั้นโดยประมาณ

2. พิจารณาแต่ละชั้นในวงจรของคุณ ถามตัวเองว่า ชั้นนี้ทำหน้าที่ส่งสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์หรือไม่? ถ้าใช่ ให้ถือว่าชั้นนี้ใช้งานได้จริง

3. ตรวจสอบเลเยอร์จำลองหรือเลเยอร์ที่ไม่ได้ใช้งาน เลเยอร์เหล่านี้ไม่มีสัญญาณ ดังนั้นอย่านับรวมเลเยอร์เหล่านี้ว่ามีผล

4. ตรวจสอบการกำหนดเส้นทางของคุณ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณทุกตัวมีเส้นทางที่ชัดเจนบนเลเยอร์จริง

5. เปรียบเทียบจำนวนที่นับได้ หากจำนวนที่ระบุไว้และจำนวนที่แท้จริงไม่ตรงกัน ให้ตรวจสอบสาเหตุ

คุณสามารถใช้รายการตรวจสอบนี้เพื่อช่วยได้เช่นกัน:

• แต่ละชั้นในโครงสร้างมีร่องรอยหรือระนาบสำหรับสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์หรือไม่?

• มีเลเยอร์ที่ไม่มีการเดินสายหรือมีเฉพาะสายทองแดงอยู่หรือไม่? เลเยอร์เหล่านั้นอาจเป็นเลเยอร์จำลอง

• คุณเพิ่มชั้นต่างๆ เพียงเพื่อเพิ่มความแข็งแรงทางกลหรือเพื่อปรับสมดุลของกระดานใช่หรือไม่? สิ่งเหล่านี้ไม่นับว่ามีประสิทธิภาพ

เคล็ดลับ: หากพบว่าจำนวนชั้นที่ระบุไว้กับจำนวนชั้นที่ใช้งานจริงไม่ตรงกัน ควรปรึกษาผู้ผลิตเสมอ การสื่อสารที่ชัดเจนจะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่มีค่าใช้จ่ายสูงได้

หากคุณทำตามขั้นตอนเหล่านี้ คุณจะรู้ว่าจำนวนชั้นเท่าใดจึงจะช่วยให้การออกแบบของคุณมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ คุณยังจะมั่นใจได้ว่าแผงวงจรหลายชั้นของคุณทำงานได้ตามที่วางแผนไว้ การจัดการจำนวนชั้นที่ดีจะช่วยให้เส้นทางสัญญาณชัดเจนและแผงวงจรของคุณมีความน่าเชื่อถือ

เหตุใดจำนวนชั้นจึงมีความสำคัญ

ผลกระทบต่อการออกแบบและเค้าโครง

คุณควรพิจารณาจำนวนชั้นตั้งแต่เนิ่นๆ ในขั้นตอนการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) จำนวนชั้นมีผลต่อวิธีการจัดวางชิ้นส่วนและการเดินสายวงจร แผงวงจรพิมพ์ความหนาแน่นสูง โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องใช้ชั้นเพิ่มเติมสำหรับจุดเชื่อมต่อทั้งหมด การเพิ่มชั้นช่วยให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับการกำหนดเส้นทางสัญญาณ นอกจากนี้ยังช่วยควบคุมอิมพีแดนซ์ได้ดีขึ้น ซึ่งจะช่วยรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณให้แข็งแกร่ง แม้ในวงจรที่ซับซ้อนก็ตาม

ตารางต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าจำนวนเลเยอร์มีผลต่อการออกแบบของคุณอย่างไร:

แง่มุม	คำอธิบาย
จำนวนชั้นและต้นทุน	แต่ละชั้นที่เพิ่มเข้ามาจะทำให้การก่อสร้างยากขึ้นและมีค่าใช้จ่ายสูงขึ้น
ความซับซ้อนของวงจร	เลเยอร์ที่มากขึ้นช่วยให้การจัดวางเส้นทางในงานออกแบบที่ซับซ้อนทำได้ง่ายขึ้น
ความสมบูรณ์ของสัญญาณ	ชั้นเพิ่มเติมช่วยควบคุมความต้านทานและลดเสียงรบกวน
การกระจายกำลังไฟฟ้า	การเพิ่มชั้นวัสดุจะช่วยกระจายพลังงานและควบคุมความร้อนได้ดีขึ้น

คุณสามารถใช้ชั้นพลังงานและชั้นกราวด์พิเศษเพื่อลดระยะทางของสัญญาณ ซึ่งจะช่วยควบคุมอิมพีแดนซ์และทำให้แผงวงจรทำงานได้ดีขึ้น

การผลิตและต้นทุน

จำนวนชั้นมีผลต่อต้นทุนของแผงวงจรพิมพ์ แต่ละชั้นที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มวัสดุและขั้นตอนการผลิต แผงวงจรพิมพ์ที่มีมากกว่าสองชั้นจะมีราคาสูงกว่ามาก ตัวอย่างเช่น แผงวงจรพิมพ์ 4 ชั้นอาจมีราคาแพงกว่าแผงวงจรพิมพ์ 2 ชั้นถึงสองหรือสามเท่า หากใช้ 8 ชั้น ราคาอาจสูงขึ้นถึงห้าถึงสิบเท่า จำนวนชั้นที่มากขึ้นยังหมายถึงโอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดมากขึ้น ดังนั้นต้นทุนในการทดสอบจึงสูงขึ้นด้วย

ต่อไปนี้เป็นประเด็นสำคัญที่ควรจำ:

• แต่ละชั้นต้องการวัสดุมากขึ้นและทำให้ยากขึ้น

• ยิ่งมีหลายชั้นมากเท่าไร ก็ยิ่งมีขั้นตอนมากขึ้น และความเสี่ยงต่อปัญหาก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

• การวางแผนอย่างรอบคอบสามารถช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากถึง 50% โดยไม่ลดทอนฟังก์ชันการใช้งาน

จำนวนชั้น	ต้นทุนเพิ่มขึ้น (%)
2 เลเยอร์	ต้นทุนพื้นฐาน
เลเยอร์ 4-6	เพิ่มขึ้น 30-40%
8+ ชั้น	มากกว่า 5-10 เท่า

คุณควรพิจารณาความสมดุลระหว่างสิ่งที่คุณต้องการกับสิ่งที่คุณสามารถใช้จ่ายได้เสมอ

ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ

จำนวนชั้นที่เหมาะสมจะทำให้บอร์ดของคุณทำงานได้ดีขึ้นและใช้งานได้นานขึ้น จำนวนชั้นที่มากขึ้นจะช่วยให้คุณ... ควบคุมอิมพีแดนซ์และรักษาสัญญาณ แข็งแรง ในการออกแบบที่รวดเร็ว คุณต้องหยุดความล่าช้าของสัญญาณและสัญญาณรบกวน เลเยอร์ที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาเกี่ยวกับสัญญาณจากเส้นทางยาวและเอฟเฟกต์เพิ่มเติม เลเยอร์ภายในอาจกักเก็บความร้อน ดังนั้นคุณอาจต้องใช้รูระบายความร้อนหรือแผ่นระบายความร้อน

คุณสามารถทำตามคำแนะนำเหล่านี้เพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้น:

• ใช้สายดินและสายส่งไฟฟ้าแบบพิเศษสำหรับสัญญาณแรง

• ควรทำให้เส้นทางสัญญาณสั้นเพื่อการควบคุมอิมพีแดนซ์ที่ดี

• ระวังจุดที่มีความร้อนสูงบนกระดานขนาดใหญ่

แผ่นวงจรพิมพ์ 4 ชั้นมักให้ความสมดุลที่ดีระหว่างความแข็งแรงและประสิทธิภาพ สำหรับวงจรที่เร็วมากหรือซับซ้อน คุณอาจต้องใช้ 6, 8 หรือมากกว่านั้น เพื่อควบคุมสัญญาณและความต้านทาน

การกำหนดจำนวนชั้น PCB ที่มีประสิทธิภาพของคุณ

ขั้นตอนการปฏิบัติ

คุณสามารถทำตามขั้นตอนง่ายๆ สองสามขั้นตอนเพื่อหาจำนวนชั้นของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่เหมาะสม เริ่มต้นด้วยจำนวนชั้นพื้นฐานและดูว่าตรงกับความต้องการของคุณหรือไม่ หากคุณพบปัญหา เช่น เส้นทางสัญญาณแออัด ปัญหาด้านพลังงาน หรือความร้อน คุณอาจต้องเพิ่มชั้นเพิ่มเติม แต่ละชั้นควรมีหน้าที่ที่ชัดเจนในการออกแบบ PCB ของคุณ

• เริ่มต้นด้วยจำนวนชั้นที่คุณคิดว่าจำเป็น

• ตรวจสอบว่าแต่ละชั้นช่วยในเรื่องสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์หรือไม่

• หากพบปัญหาความแออัดของเส้นทางหรือปัญหาด้านพลังงาน ให้เพิ่มเลเยอร์เพิ่มเติม

• ใช้ แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการจัดเรียงของคุณเช่น การรักษาสมดุลของชั้นต่างๆ และการจับคู่ชั้นสัญญาณกับชั้นกราวด์หรือชั้นพลังงาน

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกเลเยอร์สนับสนุนเป้าหมายการออกแบบของคุณ

เคล็ดลับ: หากคุณเพิ่มเลเยอร์เพียงเพื่อเติมพื้นที่ว่าง เลเยอร์เหล่านั้นจะไม่นับว่ามีประสิทธิภาพ ให้พิจารณาเฉพาะเลเยอร์ที่ช่วยให้วงจรของคุณทำงานได้เท่านั้น

ตรวจสอบการจัดเรียงของคุณ

คุณควรเสมอ ตรวจสอบการจัดเรียงของคุณ ตรวจสอบแบบร่างและเอกสารเพื่อให้แน่ใจว่าจำนวนเลเยอร์ของคุณถูกต้อง ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อตรวจสอบงานของคุณ:

1. ใช้เครื่องมือออกแบบ PCB ของคุณเพื่อสร้างแผนผังการเรียงซ้อนและตรวจสอบกฎการออกแบบ ซึ่งจะช่วยให้คุณตรวจพบข้อผิดพลาดได้ตั้งแต่เนิ่นๆ

2. ดูที่แผนผังขา BGA และจำนวน I/O นี่จะบอกคุณว่าคุณต้องการเลเยอร์กี่ชั้นสำหรับการออกแบบของคุณ

3. ปรึกษากับผู้ผลิตก่อนที่คุณจะประกอบชิ้นส่วนเสร็จสมบูรณ์ พวกเขาสามารถบอกคุณได้ว่าแผนของคุณตรงกับสิ่งที่พวกเขาสามารถผลิตได้หรือไม่

4. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแต่ละชั้นมีความหนาและวัสดุที่ถูกต้อง สำหรับแผงวงจร IPC คลาส 3 ควรใช้ฉนวนที่มีความหนาอย่างน้อย 2.56 มิลลิเมตร และแผ่นพรีเพรกสองชั้น

5. โปรดยอมรับว่าอาจมีความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยในการจัดเรียงชั้น ซึ่งโดยปกติจะไม่เกิน 50 ไมโครเมตร

6. ตรวจสอบข้อกำหนดทั้งหมด เช่น ประเภทของแผงวงจร วัสดุ และค่าความต้านทานสำหรับเส้นทางสัญญาณความเร็วสูง

หากแบบร่างการเรียงชั้นของคุณมีรายละเอียดที่ขาดหายไปหรือไม่ชัดเจน คุณอาจจะได้จำนวนชั้นที่ไม่ถูกต้อง ข้อมูลที่ขาดหายไปเกี่ยวกับความหนาหรือน้ำหนักของทองแดงอาจทำให้เกิดความไม่ตรงกันระหว่างไฟล์ออกแบบของคุณกับสิ่งที่ผู้ผลิตสร้างขึ้น ตรวจสอบเอกสารของคุณซ้ำอีกครั้งเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดเหล่านี้

หมายเหตุ การตรวจสอบการจัดเรียงส่วนประกอบอย่างละเอียดจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าแผงวงจรของคุณทำงานได้ตามที่วางแผนไว้และตรงกับเป้าหมายการออกแบบของคุณ

การแจ้งจำนวนชั้นให้กับผู้ผลิต

ปฏิบัติที่ดีที่สุด

คุณต้องสื่อสารกับผู้ผลิตอย่างชัดเจน การสื่อสารที่ดีช่วยป้องกันข้อผิดพลาดและทำให้โครงการของคุณดำเนินไปได้ด้วยดี ควรแบ่งปันเป้าหมายของคุณสำหรับแผงวงจรเสมอ อธิบายว่าแต่ละชั้นทำหน้าที่อะไรในแบบของคุณ หากคุณใช้โครงสร้างพิเศษ ควรแจ้งผู้ผลิตตั้งแต่เนิ่นๆ ถามคำถามเกี่ยวกับกระบวนการของพวกเขา และรับฟังคำแนะนำของพวกเขา ลองปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดเหล่านี้:

• ส่งแบบร่างแสดงโครงสร้างที่ชัดเจนให้กับผู้ผลิตของคุณ

• รายการ แต่ละชั้นทำหน้าที่อะไร ในการออกแบบของคุณ

• ขอคำติชมเกี่ยวกับการเลือกใช้เลเยอร์ของคุณ

• ตรวจสอบจำนวนชั้นก่อนเริ่มการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB)

• ตรวจสอบดูว่าผู้ผลิตของคุณใช้โครงสร้างแบบฟอยล์หรือแบบแกนกลาง

• ขอรับข้อมูลอัปเดตระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อตรวจจับปัญหาตั้งแต่เนิ่นๆ

• ตรวจสอบแผงวงจรขั้นสุดท้ายกับผู้ผลิตก่อนจัดส่ง

หากคุณทำตามขั้นตอนเหล่านี้ คุณจะสามารถหลีกเลี่ยงความสับสนได้ คุณจะมั่นใจได้ว่าการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคุณตรงกับแบบที่คุณออกแบบไว้

เคล็ดลับเอกสาร

คุณต้องมีเอกสารที่ครบถ้วนเพื่อการผลิตแผงวงจรพิมพ์ที่ดี เอกสารที่ชัดเจนจะช่วยให้ผู้ผลิตเข้าใจการออกแบบของคุณ พวกเขาจะสร้างแผงวงจรของคุณได้อย่างถูกต้องเสมอ กำหนดลำดับชั้นของคุณ และอธิบายแต่ละชั้น การสร้างโครงสร้างที่สมดุลจะช่วยให้แผงวงจรของคุณมีความเสถียร ผู้ผลิตสมัยใหม่นิยมใช้โครงสร้างแบบฟอยล์ เพราะทำให้การผลิตแผงวงจรพิมพ์ง่ายขึ้น หากคุณระบุโครงสร้างที่คุณต้องการ คุณจะได้รับราคาที่ดีกว่า คุณสามารถเปรียบเทียบต้นทุนได้ โครงสร้างมาตรฐานใช้งานได้ดีสำหรับการออกแบบพื้นฐาน คุณอาจต้องการตัวเลือกแบบกำหนดเองสำหรับแผงวงจรขั้นสูง

ต่อไปนี้เป็นตารางที่มีเคล็ดลับที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับการจัดทำเอกสาร:

ปลาย	คำอธิบาย
การกำหนดโครงสร้างแบบเรียงซ้อนจะช่วยหลีกเลี่ยงความแปรปรวน	เอกสารที่ชัดเจนจะช่วยป้องกันไม่ให้ผู้ผลิตแต่ละรายใช้วัสดุที่แตกต่างกัน ซึ่งจะช่วยรักษาประสิทธิภาพให้คงที่
ความสมดุลเป็นสิ่งสำคัญในการก่อสร้าง	ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชั้นฉนวนไฟฟ้ามีความสม่ำเสมอทั่วบริเวณศูนย์กลาง ซึ่งจะช่วยเพิ่มเสถียรภาพ
นิยมใช้โครงสร้างฟอยล์	ผู้ผลิตสมัยใหม่นิยมใช้ฟอยล์ร่วมกับพรีเพรก เพราะทำได้ง่ายกว่าการสร้างแบบแกนเต็ม
การระบุจำนวนชั้นจะช่วยให้การเสนอราคาทำได้ง่ายขึ้น	เอกสารแสดงรายละเอียดการประกอบชิ้นส่วนช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเสนอราคาที่คุณสามารถเปรียบเทียบได้ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนได้
ชุดอุปกรณ์มาตรฐานครอบคลุมความต้องการขั้นพื้นฐาน	วิธีการเหล่านี้ใช้ได้ดีกับแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นส่วนใหญ่ แต่อาจใช้ไม่ได้กับงานออกแบบขั้นสูง

คุณควรตรวจสอบเอกสารของคุณก่อนส่งไปผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เสมอ บันทึกและแบบร่างที่ชัดเจนจะช่วยให้ผู้ผลิตหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดเกี่ยวกับการนับจำนวนชั้นและการใช้งานชั้นได้

หากคุณนำเคล็ดลับเหล่านี้ไปใช้ การผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) จะราบรื่นยิ่งขึ้น และคุณจะได้แผงวงจรที่ตรงตามแบบที่คุณออกแบบ

ตอนนี้คุณทราบแล้วว่าจำนวนชั้นระบุ (nominal layer count) คือจำนวนชั้นทองแดงทั้งหมด ส่วนจำนวนชั้นที่มีประสิทธิภาพ (effective layer count) จะแสดงให้เห็นว่าชั้นใดบ้างที่ช่วยให้วงจรของคุณทำงานได้ หากคุณให้รายละเอียดที่ชัดเจนและพูดคุยกับพันธมิตรด้านการผลิตของคุณ การออกแบบของคุณจะราบรื่นขึ้น และแผงวงจรของคุณก็จะมีความน่าเชื่อถือมากขึ้นด้วย พูดคุยกับทีมงานด้านการผลิตของคุณตั้งแต่เนิ่นๆ ในขั้นตอนการออกแบบ วิธีนี้จะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่มีราคาแพง และยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าแผงวงจรของคุณตรงตามความต้องการทั้งหมด

• วางแผนการจัดเรียงชิ้นส่วนให้ได้สมดุลระหว่างต้นทุน ประสิทธิภาพ และการประกอบแผงวงจร

• ปรึกษากับพันธมิตรผู้ผลิตของคุณเพื่อตรวจสอบว่าสามารถผลิตแผงวงจรที่คุณต้องการได้หรือไม่

• ใช้เทคนิคที่ดีในการจัดวางเลเยอร์และรักษาความแรงของสัญญาณ

หากคุณทำตามขั้นตอนเหล่านี้ การออกแบบและการผลิตบอร์ดของคุณจะราบรื่น

คำถามที่พบบ่อย

ความแตกต่างหลักระหว่างจำนวนชั้น PCB ที่ระบุไว้และจำนวนชั้น PCB ที่ใช้งานจริงคืออะไร?

คุณสามารถค้นหา จำนวนชั้นที่กำหนด ในภาพวาดแสดงโครงสร้างชั้นของแผงวงจรของคุณ จะบอกจำนวนชั้นทองแดงในแผงวงจรของคุณ จำนวนชั้นที่นับได้จริงจะนับเฉพาะชั้นที่ส่งสัญญาณ พลังงาน หรือกราวด์เท่านั้น ชั้นที่ไม่ได้ใช้งานหรือไม่มีประโยชน์จะไม่ถูกนับรวม

เหตุใดจึงมีเลเยอร์ดัมมี่ในการออกแบบ PCB?

ผู้ผลิตมักใส่ชั้นจำลองไว้ในแผงวงจรเพื่อรักษาสมดุลหรือช่วยระบายความร้อน ชั้นจำลองเหล่านี้ไม่ได้นำสัญญาณหรือส่งกระแสไฟฟ้า คุณจำเป็นต้องใช้ชั้นจำลองเหล่านี้เพื่อความแข็งแรง ไม่ใช่เพื่อเหตุผลทางไฟฟ้า

การเพิ่มจำนวนชั้นของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของ PCB ได้หรือไม่?

ไม่ใช่ว่าทุกชั้นเพิ่มเติมจะช่วยให้แผงวงจรของคุณทำงานได้ดีขึ้น มีเพียงชั้นที่มีประสิทธิภาพเท่านั้นที่จะทำให้วงจรของคุณทำงานได้ดี ชั้นที่ไม่มีประโยชน์จะไม่ช่วยในเรื่องสัญญาณหรือพลังงาน คุณควรให้ความสำคัญกับหน้าที่ของแต่ละชั้นในการออกแบบของคุณ

ฉันจะตรวจสอบได้อย่างไรว่าเลเยอร์นั้นมีประสิทธิภาพในงานออกแบบของฉันหรือไม่?

ตรวจสอบเลย์เอาต์ PCB ของคุณ หากเลเยอร์ใดมีเส้นทางสัญญาณ ระนาบพลังงาน หรือระนาบกราวด์ แสดงว่าเลเยอร์นั้นมีประสิทธิภาพ เลเยอร์ที่มีเพียงแผ่นทองแดงหรือไม่มีเส้นทางเดินสายไฟนั้นไม่มีประสิทธิภาพ

ฉันควรแจ้งจำนวนชั้นทั้งแบบที่ระบุไว้และแบบที่ใช้งานจริงให้ผู้ผลิตทราบหรือไม่?

ใช่แล้ว คุณควรแจ้งหมายเลขทั้งสองให้กับผู้ผลิตเสมอ วิธีนี้จะช่วยให้พวกเขารู้ว่าคุณต้องการอะไรและป้องกันความผิดพลาด การสื่อสารที่ดีจะทำให้ได้แผงวงจรที่ดีขึ้น