4 層 PCB:知っておくべきこと
より高度な PCB をお探しの場合は、4 層 PCB を検討してください。このタイプの PCB には 4 つの層があり、より複雑な設計と高レベルの機能が可能になります。
このブログ投稿では、4 層 PCB の基本と、それらを使用する前に知っておくべきことについて説明します。また、効率的かつ効果的な 4 層 PCB を作成するためのヒントも提供します。
準備はできたか？学びましょう。
4 層 PCB とは?
電子部品を搭載した電子回路基板
4層PCBは、4つの導電層を持つプリント回路基板です。これらの 4 つの層は、基板と呼ばれる 2 つの絶縁層の間に挟まれています。次に、4 層の PCB が一緒にラミネートされて、1 つのボードが作成されます。
4 層 PCB には、従来の 2 層 PCB に比べて多くの利点があります。たとえば、レイヤーを追加すると、信号の整合性が向上し、熱管理が改善されます。さらに、4 層 PCB は汎用性が高く、幅広いアプリケーションに対応できます。
4 層 PCB スタックアップ
4 層ボードの積み重ね
標準的な 4 層 PCB スタックの場合、スタックは次のようになり、信号が最も多い層に応じて GND と VCC が切り替わります。
外層:これらは上層と下層です。これらは信号のルーティング用です。
内層:これら 2 つの内層は、2 つの中間層です。それらは、電源プレーンとグランド プレーンを提供することになっています。
次に、各レイヤーについて詳しく説明します。
第 1 層:
これは最下層であり、通常は銅でできています。さらに、ボード全体の基盤として機能し、他のレイヤーをサポートします。
レイヤー 2
これがパワープレーンです。また、ボード上のすべてのコンポーネントにクリーンで安定した電源を提供します。
レイヤー 3
グランドプレーン層です。また、ボード上のすべてのコンポーネントにクリーンで一貫した接地源を提供します。
レイヤー 4
これが最上層です。また、信号のルーティングに役立ち、コンポーネントの接続ポイントを提供します。
レイヤーの機能:
シグナル層
信号レイヤーは、信号のルーティング用です。さらに、ほとんどのコンポーネントを配置するレイヤーです。内側の信号層は、高速信号または差動信号のルーティング用です。
-グランドおよび電源プレーン層
グランド プレーンと電源プレーンは、すべてのコンポーネントにクリーンで一貫した電源とグランド ソースを提供します。さらに、ボード上のノイズを減らすのに役立ちます。
-はんだマスク層
はんだマスクは、銅配線を短絡やはんだ付けから保護するためのものです。さらに、ボードに一貫性のあるプロフェッショナルな外観を提供します。
-配線層
配線層は、ボードのさまざまな部分を接続するためのものです。さらに、ボードを構造的にサポートします。
-機械レイヤー
メカニカル層は、コンポーネントをボードに実装するためのものです。また、ボードにサポートと安定性を提供します。
-ground-layer/gnd レイヤー
グランド層は、ボード上のすべてのコンポーネントに共通のグランドを提供します。さらに、ボード上のノイズを減らすのに役立ちます。
-参照レイヤー
基準層は、ボード上のコンポーネントに基準電圧を提供します。さらに、コンポーネントを安定に保つのに役立ちます。
-2 つの追加ルーティング レイヤー
4 層 PCB には追加の配線層があります。これらのレイヤーは、ボードの異なる部分間で信号をルーティングするのに役立ちます。さらに、ボード上のクロストークを減らすのに役立ちます。
したがって、4 層 PCB はさまざまな用途に非常に役立ちます。
-VCC レイヤー
VCC 層は、ボード上のコンポーネントに電力を供給するためのものです。さらに、コンポーネントを安定に保つのに役立ちます。
4 層 PCB の利点
プロセッサーとマイクロチップを搭載したハイテク電子 PCB (プリント回路基板)
4 層 PCB は、従来の 2 層基板よりも多くの利点を提供します。たとえば、追加のレイヤーにより、信号の完全性とタイミングをより適切に制御できます。さらに、配線オプションが増え、熱特性が改善されます。 4 層 PCB は 2 層のものよりも高価ですが、多くの場合、メリットがコストを上回ります。
4 層 PCB アプリケーション
4 層 PCB は、次のような多くの分野に適用できます。
- 自動車
エンジン制御、ボディ エレクトロニクス、インフォテインメントなど。
- 電気通信
これには、基地局機器、ルーター、スイッチなどが含まれます。
- -家電
4K/HDR TV、デジタル カメラとビデオカメラ、Blu-ray プレーヤーなどを含む
- コンピュータ周辺機器
プリンター、スキャナー、マウスなど
- 産業統制
この 4 層 PCB は、プログラマブル ロジック コントローラー (PLC)、照明制御、モーター制御、およびセキュリティ システムに使用されます。
- 医療
この 4 層 PCB は、診断機器、補聴器、患者モニターに適用されます。
- さらに！
高速または高精度を必要とするプロジェクトに取り組んでいる場合は、4 層 PCB が適切な選択かもしれません。
2 層 vs. 4 層 PCB
複数のレイヤーでは、4 レイヤーと 2 レイヤー PCB が最も一般的です。 4 層 PCB と 2 層 PCB の違いを理解して、プロジェクトに最適な決定を下すことが重要です。考慮すべき重要なポイントは次のとおりです。
– コスト
コストに関しては、4 層 PCB は 2 層よりも高価です。レイヤーの増加は、ボードの全体的な価格の増加を意味します。これは、より多くの材料が必要であり、製造がより複雑であるためです。
– デザイン
4 層 pcb は、2 層よりも複雑な設計に役立ちます。これは、より多くの作業スペースがあり、より多くの機能を含めることができるためです。
また、4 層 pcb では pcb ビアがより重要になります。また、さまざまなレイヤーを接続して設計をより柔軟にするために使用することもできます。
-機能
通常、4 層 PCB は 2 層よりも多くの機能を備えています。これは、より複雑な設計をサポートし、より多くの機能を含めることができるためです。
この一例は、4 層 PCB がより高速な信号をサポートできることです。余分なレイヤーを適用して、信号をより高速にルーティングできるためです。
4 層回路基板は、追加の層が電源プレーンとグランド プレーンの配線に役立つため、より多くの電源プレーンとグランド プレーンをサポートすることもできます。
さらに、4 層 PCB は、より多くのトレース幅とスペースをサポートすることもできます。これは、余分なレイヤーを使用してトレースの幅とスペースを配線できるためです。
それに加えて、4 層 PCB はより多くの銅の厚さをサポートすることもできます。これは、銅の厚さを配線するために追加の層を適用できるためです。
-プロトタイピングのプロセスの比較
プロトタイプ プリント回路設計
プロトタイプに関しては、生産に入る前に設計をテストするには、4 層 PCB が最適な方法です。実際、4 層 PCB は、より多くのトレース幅とスペースをサポートできます。これは、余分なレイヤーを使用してトレースの幅とスペースを配線できるためです。
また、4 層 PCB はより多くの銅の厚さをサポートできます。これは、余分な層を使用して銅の厚さを配線できるためです。
-スタックアップの比較
グリーンに埋め込まれたマイクロ回路
2 層回路基板と比較して、4 層 PCB は前者では提供できない多くの利点を提供します。さらに、4 層 PCB により、トレース幅とスペースを小さくすることができます。また、より広い範囲の銅の厚さ、より多くのシルクスクリーンの色もサポートしています。 4 層 PCB は機械的強度も優れています。
4 層 PCB の価格
コンピューターのマザーボード コンポーネントを搭載した回路基板のマクロ クローズ アップ ショット
4 層 PCB の価格は、多くの要因によって異なります。以下は次のとおりです。
-ボード サイズ
まず、ボードのサイズを考慮する必要があります。 4 層 PCB のサイズはさまざまであるため、4 層 PCB が大きいほどコストが高くなります。
– レイヤー数
次に、4 層基板にはさらに多くの材料が必要です。その結果、両面ボードよりもコストがかかります。
– 使用素材
第 3 に、4 層 PCB は複数の材料を使用しており、各材料のコストは異なります。したがって、4 層 PCB の価格は 38 ドルから 100 ドルまでさまざまです。
– 4 層 PCB の複雑さ
さらに、4 層 PCB は両面基板よりも複雑であるため、4 層 PCB の設計と製造にはより多くの時間がかかります。したがって、4 層 PCB の価格も両面基板より高くなります。
– 銅の厚さ
また、一般的に 4 層 PCB は両面基板よりも銅が厚く、これも 4 層 PCB の価格が高くなることにも注意してください。
– 表面仕上げ
さらに、4 層 PCB は一般的に両面基板よりも表面仕上げが優れています。これは、4 層 pcb がより多くの銅層を持つことができるため、表面仕上げをより適切にサポートできるからです。
4 層フレックス PCB
さまざまな照明用途向けの LED フレキシブル プリント基板ストリップ
4 層フレックス pcb は、柔軟な材料で作られた 4 層 pcb の一種です。ただし、4 層フレキシブル PCB は 4 層基板よりも高価ですが、多くの利点があります。
4 層プリント基板の長所
黒い背景にコネクタと反射。 class=”wp-image-66388”/> 黒い背景に白いコネクタと反射のあるオレンジ色のフレックス回路基板
- まず、4 層フレックス PCB は柔軟性が高く、曲げたり折りたたんだりできるため、さまざまな用途に非常に便利です。
- さらに、4 層フレックス PCB は振動や衝撃にも強く、過酷な環境での使用に最適です。
- さらに、4 層フレックス PCB は熱に強く、2 層 PCB よりも高温に耐えることができます。
4 層フレックス pcb は多くの用途に最適ですが、2 層 pcb よりも高価です。
4 層 PCB の厚さ
未来的なスタイルの視覚効果を備えたコンピューター ボード
4 層 PCB の厚さはどれくらいですか?これについて疑問に思うかもしれません。
4 層基板の厚さは一般的に 0.13 ～ 0.15mm ですが、より厚い 4 層基板は 0.20 ～ 0.25mm の厚さのものもあります。さらに、4 層フレックス基板は、最小厚さ 0.05 mm でさらに薄くすることができます。
4 層 PCB 製造プロセス
回路基板の組み立て
4 層 PCB の製造プロセスは次のとおりです。
– 最初のステップは、内側のレイヤーを作成することです.
これには、内層スタックアップの積層、穴あけ、ビアのミリングが含まれます。そして、パッドなどのメッキ機能を追加します。
– 2 番目のステップは、外側のレイヤーを作成することです。
これには、外層スタックアップを一緒に積層し、ビアをドリルおよびミリングすることが含まれます。
– 3 番目のステップは、4 つのレイヤーを組み立てることです。
これには、特殊な接着剤を使用して内層を外層に接着することが含まれます。
拡大鏡を通して回路基板を見ている男性の拡大図
– 最後の 4 番目のステップは、4 層 PCB を完成させることです。
これには、はんだマスクやシルクスクリーンなどの最終メッキ機能の追加が含まれます。 4 層 PCB が完成したら、電子デバイスで使用する準備が整います。
ご覧のとおり、4 層 PCB は一般的な 2 層 PCB よりも少し複雑です。しかし、プロの 4 層 PCB メーカーの助けを借りて、次のプロジェクトに必要な 4 層 PCB を入手できます。
4 層 PCB メーカー
内部に電子部品を備えた幻想的なデジタル ルーム
多くの 4 層 PCB メーカーから選択できます。しかし、どれが自分のプロジェクトに適しているかはどうやってわかりますか?
4 層 PCB メーカーを選択する際に考慮すべき点がいくつかあります:
– 価格:競争力のある価格を提供する 4 層 PCB メーカーを探しています。そのため、最終的な決定を下す前に、必ず複数のメーカーから見積もりを取得してください。
– 品質:4 層 PCB の製造に関しては、品質が重要です。したがって、高品質の PCB を製造することで定評のある 4 層 PCB メーカーを見つけます。
– 配送:4 層 PCB の製造に関しては、PCB を予定どおりに配送できる PCB メーカーを見つける必要があります。そのため、4 層基板メーカーから見積書を入手する際は、必ずリード タイムについて尋ねてください。
– 最小注文数量:多くの 4 層回路メーカーには MOQ があるため、4 層 PCB メーカーの MOQ を確認してください。
– サービス:最後に、優れたカスタマー サービスを提供する 4 層 PCB メーカーを見つける必要があります。
これらのことを念頭に置いて、プロジェクトに適した 4 層 PCB メーカーを見つけることができるはずです.
まとめ
いくつかのコンポーネントが実装された回路基板
PCB 製造は複雑なプロセスであり、理解するのが難しい場合があります。各レイヤーの基本と、製造プロセス中に何が起こるかについて説明しました.基本的な理解ができたので、プロジェクトについてファブリケーターと簡単にやり取りできるはずです。ご不明な点がある場合、または開始する際にサポートが必要な場合は、当社のチームがお手伝いします。次の PCB プロジェクトで一緒に働けることを楽しみにしています!
産業技術