Quand choisir entre un PCB à 2 ou 4 couches

Si nous parlons de conception de PCB, il faut alors choisir entre PCB de couche 2 et le PCB à 4 couches est un véritable choix qui détermine les performances, la production et le coût. Quelles sont les différences, les avantages et les éléments à prendre en compte lors du choix entre ces deux modèles et celui qui convient le mieux aux besoins spécifiques de votre projet ? Nous les aborderons dans ce blog de PCBTok.

À quoi servent les couches ?

La couche de signal en cuivre dans un PCB est la partie la plus importante du composant. Elle interconnecte tous les composants électroniques de votre appareil. Il y a une isolation entre Couches de PCB pour les soutenir. Sur les PCB à 4 couches, un masque de soudure est utilisé pour protéger le cuivre des interférences.

PCB 2 couches

Ce PCB est plus complexe qu'un PCB monocouche. Les deux côtés sont utilisés pour le cuivre et composants électriques . Les traces peuvent désormais se croiser sans soudure supplémentaire. Cette conception est plus compacte et efficace. Elle est beaucoup plus simple qu'une Circuit imprimé 4 couches, mais toujours très fonctionnel. Il est également meilleur, moins cher et plus pratique à utiliser.

Avantages

Volume élevé – Ces PCB sont parfaits pour production à grande échelleRentable à fabriquer.
Délais de livraison plus courts – Il faut moins de temps pour le produire. Idéal pour une production rapide prototypes.
Moindre coût - Moins cher que les modèles à 4 couches. Rentable. Idéal pour les modèles simples ou les commandes en gros.
Conception et production facilitées – Cela réduit les erreurs lors de la fabrication. Il est également plus facile de réparer et de produire ces PCB.

Désavantages

Faible capacité opérationnelle – Leur puissance de calcul est limitée et ils ne peuvent pas gérer des tâches complexes.
Vitesse plus lente – Moins de couches signifie moins de performances. Certains projets nécessitent plus de vitesse.
Poids plus élevé et taille plus grande – Les circuits imprimés à 2 couches sont plus gros et plus lourds. Ils ne conviennent pas aux conceptions compactes.
Conception simpliste – Avec moins de couches, les conceptions restent basiques. Les fonctionnalités avancées nécessitent plus de couches.

PCB 4 couches

Il s'agit d'un PCB robuste qui fonctionne bien avec les conceptions complexes. La durabilité supplémentaire se présente sous la forme de quatre couches de cuivre laminées ensemble. Il commence par un noyau, suivi d'un préimprégné - mou, tendre fibre de verre – et une feuille de cuivre. Une fois pressée et durcie, elle devient durable et résistante.

Avantages

Haute qualité - Vous offre une meilleure qualité et de meilleures performances. C'est un excellent choix lorsque le coût n'est pas un problème.
Utile pour de nombreux projets – Idéal pour les conceptions complexes et créatives. Ils vous permettent d'ajouter plus de composants pour répondre à vos besoins.
Durabilité accrue – Avec plus de couches, les circuits imprimés à 4 couches sont plus solides et plus résistants. Ils durent plus longtemps que les circuits imprimés à 2 couches.
Puissance ajoutée – Les circuits imprimés à 4 couches peuvent gérer plus de puissance pour les conceptions exigeantes. Choisissez-les si votre projet nécessite une capacité de puissance supplémentaire.
Taille plus petite et poids plus léger – Il utilise moins d'espace pour les composants et le câblage, ce qui le rend compact mais puissant.

Désavantages

Conceptions compliquées – Plus vous avez de couches, plus la conception est difficile et plus elle prend du temps à produire.
Des coûts plus élevés – Coûte plus cher en raison des matériaux supplémentaires. Si vous avez un budget limité, moins de couches peuvent être préférables.
Réparations complexes – Les réparations sont plus difficiles sur les circuits imprimés à 4 couches. Elles nécessitent plus de temps et de compétences.
Moins de disponibilité – Il peut être difficile de trouver de bons fabricants de circuits imprimés à 4 couches. Il est plus difficile de trouver des options fiables pour les conceptions complexes.

Différence entre un PCB à 2 et 4 couches

Empiler

Un simple empiler Un PCB à 2 couches utilise les couches supérieure et inférieure en cuivre. En moyenne, la couche de cuivre a une épaisseur de 1 oz. L'autre type de PCB a deux couches internes supplémentaires. Le matériau préimprégné séparant les couches du PCB à 4 couches lui confère plus de structure et de flexibilité.

Design

Une conception PCB à 2 couches achemine tous les Traces de PCB sur les couches supérieure et inférieure. Pour de nombreuses applications, la conception est simple mais efficace. Avec un PCB à 4 couches, vous pouvez augmenter votre nombre de pistes et de composants. Ils ajoutent des couches supplémentaires qui vous donnent plus de flexibilité, plus d'espace pour concevoir quelque chose de plus complexe.

Fonctionnalités

Les PCB à 2 couches sont adaptés aux conceptions de base. Ils ne présentent aucun retard ni problème. Pour les applications complexes, les PCB à 4 couches sont plus adaptés. Les couches supplémentaires gèrent mieux les signaux et réduisent les retards, ce qui les rend adaptés aux conceptions avancées.

Prix

En raison de leur conception plus simple, les PCB à 2 couches sont généralement plus abordables. Ils sont plus faciles et plus rapides à fabriquer. Cependant, les PCB à 4 couches sont complexes et plus coûteux que les autres couches. Mais ils offrent une meilleure qualité de signal et moins de coûts. ingérence, c'est donc la voie à suivre.

Facteurs à prendre en compte lors du choix entre un PCB à 2 ou 4 couches

Dimensions du PCB

La taille de votre PCB est importante dans votre choix de conception. Plus d'espace peut être nécessaire pour les traces d'un PCB à 2 couches. Utilisez un PCB à 4 couches pour une électronique compacte. En permettant une densité plus élevée et une utilisation plus efficace de l'espace.

Besoins en fonctionnalités

La complexité de votre électronique détermine le PCB qui vous convient le mieux. Un PCB à 2 couches peut faire l'affaire si votre conception est simple. Cependant, un PCB à 4 couches améliorera les fonctionnalités par rapport à celui des projets plus complexes. Ces couches supplémentaires offrent plus de flexibilité pour réaliser des conceptions élaborées.

Exigences de durabilité

Lorsqu'il s'agit de choisir un PCB, la durabilité est très importante. Un PCB à 4 couches sera plus efficace si vous créez des appareils électroniques puissants et robustes. Les couches supplémentaires les rendent plus solides et plus résistants. Pour des applications plus simples, un PCB à 2 couches suffit.

Considérations budgétaires

Le coût est toujours un facteur à prendre en compte lors du choix des PCB, mais les PCB à 2 couches sont moins chers que les PCB à 4 couches. Si le budget est un facteur à prendre en compte, un PCB à 2 couches peut être plus adapté. Si vous avez toutefois besoin de performances supérieures, l'investissement dans un PCB à 4 couches en vaut la peine.

Délais de production

Cela dépend de la rapidité avec laquelle vous souhaitez que le PCB soit produit. Les PCB à 2 couches ont tendance à avoir un délai de production plus rapide. Il y a ceux pour lesquels vous avez besoin d'un retour rapide, donc un PCB à 2 couches est parfait pour cela. Un PCB à 4 couches prendra plus de temps en raison de sa complexité.

Complexité des circuits

Pour les circuits plus complexes, vous avez besoin de plus de couches. Les conceptions simples peuvent être traitées à l'aide d'un PCB à 2 couches, mais les conceptions complexes nécessitent un PCB à 4 couches. Cette couche supplémentaire permet une meilleure routage et le placement des composants. Il existe des circuits à densité plus élevée pris en charge par un PCB à 4 couches.

L'intégrité du signal

Ceci est particulièrement pertinent pour conceptions à grande vitesse, Où l'intégrité du signal est important. Pour une application à faible vitesse, un PCB à 2 couches fonctionne. Si vous n'avez besoin que de signaux de haute qualité, un PCB à 4 couches fonctionnera mieux. Il aide à réduire le bruit et maintient le signal intact.

Distribution d'énergie

Des performances fiables nécessitent une bonne distribution d'énergie, les PCB à 2 couches peuvent ne pas être en mesure de distribuer Courant élevé Courants. Un PCB à 4 couches offre des plans dédiés pour mieux répartir la puissance. Cela garantit une alimentation électrique stable et une réduction des chutes de tension.

Interférence électromagnétique (EMI)

EMI peut nuire aux performances de votre appareil et les PCB à 2 couches sont plus sensibles aux EMI. Un PCB à 4 couches donne de meilleurs résultats Blindage RFI avec plan de masseCela réduit ensuite les interférences électromagnétiques et garantit également que votre appareil est conforme à la norme réglementaire.

Gestion thermique

La fiabilité nécessite une gestion efficace de la chaleur et la gestion de la chaleur est limitée dans le PCB, les PCB à 2 couches. Des couches supplémentaires sur un PCB à 4 couches en font un meilleur dissipateur de chaleur qu'un PCB à 2 couches. Cela permet également de maintenir les températures basses et de prolonger la durée de vie de votre appareil.

Coût et délai de fabrication

Le coût et le temps sont des facteurs importants dans votre choix. Les PCB à 2 couches sont moins chers et plus rapides à fabriquer. Un PCB à 4 couches est plus cher et sa fabrication prend plus de temps. Un bon choix si votre préoccupation concerne le coût ou le temps est en effet un PCB à 2 couches.

Flexibilité et pérennité

Pensez à ce que votre conception pourrait être dans le futur. L'espace limité sur un PCB à 2 couches limite les ajouts futurs. Si vous pensez avoir besoin de mises à niveau, le PCB à 4 couches sera plus flexible face aux changements. Les changements sont moins un casse-tête dans une configuration à 4 couches.

Choisissez entre un PCB à 2 ou 4 couches

Les besoins de votre projet détermineront si vous choisissez un PCB à 2 ou 4 couches. Et voici quelques facteurs à prendre en compte lors du choix entre les deux PCB.

2 Layer

Prototypage – Pour des prototypes rapides, choisissez un PCB à 2 couches. Cela permet d'accélérer le développement et de réduire les coûts.
Espace limité – Lorsque l'espace est restreint, un circuit imprimé à 2 couches fonctionne bien. Il permet de conserver une conception compacte et simple.
Applications à basse fréquence – Si votre circuit fonctionne à basse fréquence, un circuit imprimé à 2 couches suffit. L'intégrité du signal n'est pas aussi critique.
Simplicité – Pour les conceptions de base, un PCB à 2 couches est parfait. Il est plus facile à créer et à gérer.
Rentabilité – Un PCB à 2 couches est moins cher à produire. C'est idéal si vous avez un budget limité.

4 Layer

Routage multicouche – Si votre conception nécessite un routage complexe, optez pour 4 couches. Fournit des couches supplémentaires pour les chemins de signal.
Gestion de la chaleur - Aide à la chaleur dissipation avec l'utilisation de couches supplémentaires qui améliorent le contrôle thermique.
Distribution d'énergie – Assure une meilleure répartition de la puissance et réduit le bruit.
Intégrité du signal – Réduit les interférences et maintient l’intégrité.
Conceptions complexes – Offre plus d'espace de routage et de flexibilité pour les PCB complexes à haute densité.

Choisissez entre un PCB à 2 ou 4 couches

Applications de circuits imprimés à 2 couches

Si vous disposez de plus d'espace et de complexité, ces PCB sont parfaits pour des projets plus simples et beaucoup moins chers. Les applications dans lesquelles les fonctionnalités de base et l'accessibilité sont importantes sont généralement celles qui utilisent ces PCB. Voici quelques applications dans lesquelles vous pouvez voir un PCB à 2 couches :

Tous les jours l'électronique grand public
IdO appareils avec des fonctionnalités essentielles
Prototypes et projets DIY
Basic industriel applications de contrôle
Des produits abordables et fabriqués en série

Applications de circuits imprimés à 4 couches

Les PCB conçus sont adaptés aux applications plus avancées et plus performantes. De plus, la fonctionnalité de ces capteurs est améliorée, l'intégrité du signal est améliorée et ils sont utilisés dans les industries qui exigent fiabilité et précision.

Rapide circuits numériques
Conceptions analogiques et à signaux mixtes avancées
Sans-fil des dispositifs de communication
Automobile électronique
Droit médical l'équipements
Industrie aerospatiale et systèmes de défense

FAQ - Foire Aux Questions

Puis-je facilement convertir une conception PCB à 2 couches en une conception PCB à 4 couches ?

Oui, mais cela dépend. Si votre circuit est simple, il est plus facile à convertir. Si la conception d'origine était destinée à l'extension, elle s'en sortirait mieux. Il est également très utile d'utiliser des outils avancés Logiciel de conception de PCB. Si vous souhaitez simplement améliorer les performances, vous aurez peut-être besoin d'une refonte plus importante. Les étapes impliquent la réaffectation des couches de signal, la création de plans d'alimentation et de masse et un routage de trace approprié. Vous devrez également effectuer des ajustements via le placement. C'est faisable, mais il est parfois plus rapide de commencer une nouvelle conception à 4 couches, en particulier avec des projets complexes.

Existe-t-il des différences significatives dans le processus de fabrication entre les PCB à 2 et 4 couches ?

Oui ! En fait, la fabrication des PCB à 2 couches et des PCB à 4 couches est différente. Sur les PCB à 4 couches, les couches doivent être collées, ce qui représente une étape de lamination supplémentaire. C'est plus compliqué avec enterré et vias aveugles sur le forage Les trous diffèrent. Parallèlement, le placage devient également plus compliqué à partir des couches internes. Pour une impédance constante, Gravure doit être plus précis et les PCB à 4 couches nécessitent des tests plus approfondis pour la connectivité dans une couche. Il faut juste que cela fonctionne correctement et c'est plus strict contrôle de qualité.Cela coûte plus cher à cause de toutes ces étapes supplémentaires.

Comment le choix entre les circuits imprimés à 2 ou 4 couches affecte-t-il les processus d'assemblage et de soudage des circuits imprimés ?

Sur un PCB à 2 couches, il offre plus d'espace pour le placement des composants et donc plus facile à souder, tandis que les composants PCB à 4 couches sont placés dessus avec une densité plus élevée, ce qui nécessite un placement plus précis des composants et une technique de soudage plus avancée. Les PCB à 2 couches sont plus faciles à travailler que les PCB à 4 couches car leur réparations Les PCB à 2 couches nécessitent un équipement spécial, mais les PCB à 4 couches nécessitent un assemblage automatisé plus facile. Pour les PCB à 2 couches, l'inspection est simple, et pour les PCB à 4 couches, l'inspection peut nécessiter des rayons X. Les cartes à 2 couches sont plus faciles à souder avec de la pâte, mais sont plus précises avec les cartes à 4 couches.

Quelle est l'épaisseur des circuits imprimés typiques à 2 et 4 couches ?

Pour un PCB typique à 2 couches, l'épaisseur est d'environ 1.6 mm. Pour un PCB à 4 couches, épaisseur est d'environ 2.4 mm par couche. Mais cela varie en fonction de vos besoins. Plus il y a de couches, plus le PCB est épais.

Le nombre de couches affecte-t-il la flexibilité ou la rigidité du PCB ?

Bien entendu, le nombre de couches affecte la flexibilité du PCB. Au fur et à mesure que vous ajoutez des couches supplémentaires, un PCB supplémentaire sera moins flexible. Le nombre de couches a moins d'impact sur planches rigides. Plus vous avez de couches, plus elles deviennent rigides. Les PCB à 2 couches sont meilleurs si vous avez besoin de flexibilité.

Conclusion

Dans ce nouvel article concernant notre nouveau projet PCBTok Dans notre blog, nous avons comparé les PCB à 2 et 4 couches et montré leurs avantages et inconvénients. Des facteurs tels que le coût, la complexité et la fonctionnalité ont été abordés pour vous aider à sélectionner le type qui vous convient le mieux. De plus, le blog a exploré les applications, procédés de fabrication et a répondu aux questions les plus posées sur les PCB à 2 couches et à 4 couches pour vous aider à faire un choix.