Der ultimative Leitfaden zum Design von 2-Lagen-Leiterplatten

Da elektronische Geräte immer kleiner und leistungsfähiger werden, ist es wichtig, Leiterplatten (PCBs) zu entwickeln, die sowohl effizient als auch kostengünstig sind.

2-Lagen-Leiterplatten, auch doppelseitige Leiterplatten genannt, zählen aufgrund ihrer einfachen Struktur und praktischen Funktion zu den beliebtesten Leiterplattentypen. Ob Elektronik-Enthusiast oder professioneller Ingenieur: Wer die Designfähigkeiten von 2-Lagen-Leiterplatten beherrscht, deren Standarddicke und grundlegende Designregeln versteht, kann eine Schaltung mit guter Leistung und hoher Zuverlässigkeit herstellen.

In diesem Artikel werden die Struktur, die Herstellungsmethode und die praktische Anwendung von 2-Lagen-Leiterplatten ausführlich vorgestellt, um Ihnen dabei zu helfen, diese Leiterplatte besser zu entwerfen und anzuwenden.

Was ist eine 2-Lagen-Leiterplatte?

Eine zweilagige Leiterplatte besteht aus zwei Lagen leitfähigem Kupfer, die auf der Ober- und Unterseite der Platine verteilt sind. Im Gegensatz zu einer einlagigen Leiterplatte, die nur auf einer Seite geroutet und Komponenten installiert werden können, können bei einer zweilagigen Leiterplatte Komponenten auf beiden Seiten geroutet und installiert werden, was das Design flexibler macht.

Im Vergleich zu einlagigen Platinen können auf zweilagigen Leiterplatten mehr und leistungsstärkere Schaltkreise untergebracht werden, wobei der Preis nicht zu hoch ist. Sie werden häufig in verschiedenen elektronischen Produkten wie Fernsehern, Haushaltsgeräten, Industrieanlagen und medizinischen Instrumenten verwendet.

2-Schicht-Leiterplattendicke

Die Dicke zweilagiger Leiterplatten liegt im Allgemeinen zwischen 2 mm und 0.6 mm. Gängige Produkte verwenden diesen Bereich. Die spezifische Dicke hängt davon ab, ob Ihr Produkt groß oder klein ist, wo es eingesetzt wird, ob eine gute Wärmeableitung erforderlich ist und wie viel Platz im Gerät zur Verfügung steht.

Hier ist eine kurze Beschreibung einiger gängiger Dicken:

• 1.0mm: Geeignet für leichte und kompakte Geräte wie Handheld-Geräte und tragbare Elektronik. Es ist außerdem leicht und robust genug.

• 1.6mm: Die gängigste Standarddicke. Die meisten Fernseher, Router und Haushaltsgeräte verwenden diese Dicke. Sie bietet moderate Kosten und stabile Qualität.

• 0.8mm: Ideal für kleine, kompakte Produkte wie tragbare Geräte, eingebettete Module usw. Es ist dünner, flexibler und lässt sich leichter in kompakte Designs integrieren.

Die Wahl der richtigen Dicke einer zweilagigen Leiterplatte ist sehr wichtig. Sie macht die Leiterplatte nicht nur stabiler und verbiegt sich nicht so leicht, sondern gewährleistet auch die Stabilität der Signalübertragung. Insbesondere bei elektronischen Produkten mit hohen Präzisionsanforderungen ist der Effekt deutlicher.

2-lagiger PCB-Aufbau

Die Standard-Stapelstruktur einer zweilagigen Leiterplatte besteht typischerweise aus drei Teilen:

Oberschicht: Auch als Signal- oder Komponentenschicht bezeichnet. Hier werden elektronische Komponenten und Leitungen platziert. Die meisten Leiterbahnen, Pads, Chips, Widerstände und andere Komponenten werden auf dieser Seite montiert.

Dielektrische Kernschicht: Dies ist das Isoliermaterial zwischen der oberen und unteren Kupferschicht, üblicherweise aus FR-4. Es dient der Isolierung der beiden Kupferschichten, um Kurzschlüsse zu vermeiden und gleichzeitig der zweilagigen Leiterplatte strukturellen Halt und Stabilität zu verleihen.

Unterste Schicht: Sie fungiert entweder als Signalschicht oder als Masse-/Stromversorgungsschicht. Wie die oberste Schicht ist sie eine Kupferschicht, die die Schaltungsführung und -verbindungen ermöglicht und so die Verdrahtungsflexibilität und die elektrische Leistung verbessert.

Diese Struktur ist sowohl einfach als auch praktisch. Daher eignet sich die zweilagige Leiterplatte für die meisten gängigen elektronischen Geräte wie Konsumgüter, industrielle Steuerplatinen und medizinische Geräte. Sie erfüllt die elektrischen Leistungsanforderungen und ist gleichzeitig einfach herzustellen und zu montieren. Aus diesem Grund werden 2-lagige Leiterplatten häufig in der Unterhaltungselektronik, in industriellen Steuerungen und in medizinischen Geräten eingesetzt.

2-Regeln für das Layer-PCB-Design

Beim Entwurf einer zweilagigen Leiterplatte ist die Einhaltung strenger Regeln für die Zuverlässigkeit und Herstellbarkeit entscheidend. Diese Regeln umfassen typischerweise:

• Minimale Leiterbahnbreite und -abstand: Oft 6 mils oder höher

• Durchgangslochgröße: ≥ 0.3 mm empfohlen

• Kreisring: Mindestens 0.15 mm

• Abstand zur Plattenkante: Halten Sie den richtigen Abstand ein, um Kurzschlüsse beim Depaneling zu vermeiden

Gut angewandte 2-Schicht-PCB-Designregeln gewährleisten die Signalintegrität und reduzieren Herstellungsfehler.

Anwendungen von 2-Lagen-Leiterplatten

Aufgrund der einfachen Struktur und der Vorteile gegenüber einschichtigen Leiterplatten werden zweischichtige Leiterplatten häufig in folgenden Bereichen eingesetzt:

• Unterhaltungselektronik

• Automobilsysteme

• Industrielle Steuerungen

• LED-Beleuchtung

• Medizinische Geräte

Single-Schicht vs. 2-Lagen-Leiterplatten

Eine einlagige Leiterplatte ist eine Leiterplatte mit nur einer Seite der Schaltung. Diese Seite ist üblicherweise mit einer Kupferschicht bedeckt, die zum Anschluss elektronischer Komponenten dient. Im Gegensatz zu einer mehrlagigen Leiterplatte verfügt sie nicht über viele interne Leitungen und kann Signale nur auf einer Seite weiterleiten.

Vergleichen wir die beiden in einer Tabelle:

2-Layer-PCB-Montagefunktionen von PCBasic

PCBasic ist ein vertrauenswürdiger Hersteller von Leiterplattenbaugruppen mit einem hervorragenden Ruf für Qualität, Schnelligkeit und Innovation. Mit über 10 Jahren Erfahrung in Leiterplattendesign und Projektmanagement kombiniert unser Team fundiertes technisches Wissen mit effizienter Umsetzung, um branchenübergreifend leistungsstarke Leiterplattenlösungen zu liefern.

Wir pflegen eine enge Zusammenarbeit mit Doktorandenteams führender Universitäten und treiben so Innovationen in der Elektronikfertigung zwischen Industrie und Wissenschaft voran.

Mit mehreren Fabrikstandorten bieten wir flexible Produktionskapazitäten:

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PCBasic betreibt außerdem ein eigenes Präzisions-CNC-Bearbeitungszentrum und eine eigene Schablonen- und Vorrichtungsfabrik, wodurch eine Schablonenlieferung innerhalb einer Stunde und eine schnelle Anpassung der Vorrichtungen möglich ist.

Unser intelligentes Zentrallager für elektronische Komponenten gewährleistet Bestandskontrolle und Rückverfolgbarkeit in Echtzeit. Wir garantieren 100 % Originalkomponenten. Stücklistenimport per Mausklick und ein sofortiges Angebotssystem vereinfachen Ihren Beschaffungsprozess.

PCBasic ist als nationales Hightech-Unternehmen zertifiziert und verfügt über mehrere internationale Zertifizierungen, darunter ISO 13485, IATF 16949, ISO 9001, ISO 14001 und UL. Als IPC-Mitglied verfügen wir über mehr als 20 nationale Patente für Qualitätsprüfungs- und Produktionsmanagementsysteme. So stellen wir sicher, dass jede von uns gefertigte Platine höchste Präzisions- und Zuverlässigkeitsstandards erfüllt.

Fazit

Eine 2-lagige Leiterplatte ist eine kostengünstige und effiziente Lösung für viele elektronische Designs. Vom Verständnis ihrer Grundstruktur und 2-Schichtdicke der Leiterplatte bis hin zur Anwendung der richtigen 2-Schicht-Leiterplatten-Designregeln, der Beherrschung der Doppelschicht-Eine einseitige Leiterplatte kann die Leistung und Zuverlässigkeit Ihres Produkts steigern.

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