Bij de ontwikkeling van elektronische producten is de keuze van het aantal PCB-lagen een kritieke beslissing die van invloed is op het succes of falen van een project. Volgens de statistieken van Topfast’s big data-analyse is ongeveer 38% van de herbewerking van PCB-ontwerpen te wijten aan onjuiste initiële laagplanning. Hoe de beste keuze te maken op basis van projectvereisten is erg belangrijk.
Vergelijking van PCB-lagen van 1 tot 16+ lagen
Structurele anatomie
- Basisconstructie: FR-4 substraat + enkelzijdige koperfolie (35/70 μm)
- Typische dikte: 1,6 mm (aanpasbaar 0,8-2,4 mm)
- Afwerking oppervlak: Meestal HASL (lood/loodvrij)
Belangrijkste voordelen
Laagste kosten (40-50% goedkoper dan dubbellaagse)
24-uurs rapid prototyping is op grote schaal beschikbaar
Gemakkelijkst voor handmatig solderen/repareren
Prestatiebeperkingen
Freesdichtheid <0,3m/cm² (beperkt door jumpers)
Slechte signaalintegriteit (ΔIL>3dB/inch@1GHz)
Geen EMI-bescherming (>60% stralingsrisico)
Klassieke toepassingen
- Consumentenelektronica: Weegschalen, afstandsbedieningen
- Verlichtingssystemen:LED-stuurprogramma's
- Basis industriële besturingen:Relaismodules
Technische evolutie
- Via types: PTH (geplateerd) vs NPTH (mechanisch)
- Moderne mogelijkheden:Ondersteunt 4/4mil spoor/ruimte
- Impedantieregeling: ±15% tolerantie haalbaar
Voordelen van het ontwerp
2-3× hogere routeringsdichtheid (vs single-layer)
Basisimpedantieregeling (microstripstructuur)
Matige EMC-prestaties (20dB verbetering ten opzichte van enkellaags)
Kostenanalyse
- Materiaalkosten: +50% (vs enkellaags)
- Doorlooptijd prototype:+1 werkdag
- Complexe ontwerpen:Mogelijk jumperweerstanden nodig
Typische toepassingen
- Automobielelektronica:ECU-besturingseenheden
- IoT-apparaten:Wi-Fi eindpunten
- Industriële besturingen:PLC I/O-modules
Raadpleeg een professionele ingenieur om je ontwerp eenvoudiger te maken
Optimale stapelstructuur
- Top (signaal)
- GND (massief vlak)
- Vermogen (gedeeld vlak)
- Onderkant (signaal)
Prestatiedoorbraken
40% lagere overspraak (vs dubbellaagse)
Vermogensimpedantie <100mΩ (met juiste ontkoppeling)
Ondersteunt hoge-snelheidsbussen zoals DDR3-1600
Kosteneffectief ~4,3-4,8)
- Materiaalkosten: +80% (vs dubbellaags)
- Complex ontwerp:Vereist SI-simulatie
- Doorlooptijd productie:+2-3 dagen
Geavanceerde toepassingen
- Medische hulpmiddelen: Ultrageluid sondes
- Industriële camera's: 2MP verwerking
- Automotive ADAS: Radarmodules
4.PCB's met zes lagen
Typische configuraties
6-laag: S-G-S-P-S-G (beste EMI)
8-laag:S-G-S-P-S-G-S
12-laag:G-S-S-G-P-P-G-S-S-G-P
Technische voordelen
Ondersteunt 10Gbps+ hoge snelheid signalen
Stroomintegriteit (PDN impedantie <30mΩ)
300% meer routingkanalen (vs 4-laag)
Kostenoverwegingen
- 6-laags: 35-45% meer dan 4-lagig
- 8-laag:50-60% meer dan 6-laag
- 12-laag+: Aanzienlijke invloed op de opbrengst
Geavanceerde toepassingen
- 5G-basisstations: mmWave antenne-arrays
- AI-versnellers: HBM-geheugeninterconnecties
- Autonoom rijden:Domeincontrollers
PCB laag selectie beslisboom
“3 stappen om uw ideale PCB-lagen te bepalen:”
- Signaalanalyse
- Snelle signaaltelling (>100MHz)
- Differentiële paardichtheid (paren/cm²)
- Speciale impedantievereisten (bijv. 90Ω USB)
2. Vermogensevaluatie
- Aantal spanningsdomeinen
- Maximale stroombehoefte (A/mm)
- Ruisgevoelig circuitpercentage
3. Kosten
- Budgetbeperkingen ($/cm²)
- Productievolume (K eenheden/maand)
- Iteratie risicotolerantie
De meeste moderne elektronica zorgt voor een optimale balans tussen prestaties en kosten met 4-6 lagen!
Vijf gouden regels voor PCB-laagontwerp
- 3:1 regel: 1 massaplaat per 3 signaallagen
Uitzondering: RF-circuits hebben een 1:1 referentie nodig
- 20H Principe: Vermogensvlak inzet 20× diëlektrische dikte
Moderne benadering: Randbeschermingsringen gebruiken
- Wet van symmetrie: Voorkom kromtrekken (gebalanceerde koperdistributie)
Belangrijkste parameterΔCu<15% over lagen
- Geen kruissplitsing: Routeer nooit met hoge snelheid over vliegtuigsplitsingen
OplossingGebruik steekcondensatoren
- Formule voor kostenoptimalisatie:
Ideale lagen = plafond (Totale routeringsbehoefte / Laagefficiëntie)
Ervaar waarden: 4-laag ≈55%, 6-laag ≈70% gebruik
Raadpleeg ons voor het beste advies
PCB-laagtechnologie
1. Heterogene integratie
- PCB's met ingesloten componenten (EDC)
- Silicium interposer 2,5D integratie
- 3D-geprinte meerlaagse structuren
2.Materiaalinnovaties
- Substraten met ultralaag verlies (Dk<3.0)
- Thermische diëlektrica (5W/mK+)
- Recyclebare laminaatmaterialen
3.Ontwerprevolutie
- AI-gestuurde laagoptimalisatie
- Quantum computing stackups
- Neuromorfische routeringsarchitecturen
Prognose industrie: Tegen 2026 zullen PCB's met 20+ lagen 35% van de high-end markten innemen, maar 4-8 lagen blijven mainstream (>60%)
Veelgestelde vragen
V: Wanneer moet ik PCB-lagen verhogen?
A: Overweeg meer lagen wanneer:
- >30% netten vereisen lange omwegen
- Stroomruis veroorzaakt instabiliteit
- EMC-tests mislukken herhaaldelijk
V: Kunnen ontwerpen met 4 lagen ontwerpen met 6 lagen vervangen?
A: Mogelijk met:
HDI microvia's
2 signaal + 2 gemengde vlakken
Ingebedde capaciteit
Maar offert ~20% prestatiemarge op
V: Typische doorlooptijd voor meerlagige PCB's?
A: Standaard levering:
- 4-laags: 5-7 dagen
- 6-laag:7-10 dagen
- 8-laag+: 10-14 dagen
(Versnelde diensten verminderd met 30-50%)
Redelijke selectie van het aantal PCB-lagen
- Prestatiebehoeften > Theoretische specificaties: Echte tests verslaan simulaties
- Kostenbeheersing vereist levenscyclusanalyse: Inclusief herbewerkingsrisico's
- Toeleveringsketen uitlijning: Vermijd over-engineering
“De beste PCB-laagkeuze voldoet aan de huidige behoeften en maakt upgrades voor de toekomst mogelijk!”