平衡PCB層疊設(shè)計的方法

時間：2021-02-25 10:33:09

關(guān)鍵字： PCB 電路板層疊設(shè)計

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[導(dǎo)讀]設(shè)計者可能會設(shè)計奇數(shù)層印制電路板（PCB）。如果布線不需要額外的層，為什么還要用它呢？難道減少層不會讓電路板更薄嗎？如果電路板少一層，難道成本不是更低么？但是，在一些情況下，增加一層反而會降低費用。

設(shè)計者可能會設(shè)計奇數(shù)層印制電路板（PCB）。如果布線不需要額外的層，為什么還要用它呢？難道減少層不會讓電路板更薄嗎？如果電路板少一層，難道成本不是更低么？但是，在一些情況下，增加一層反而會降低費用。

電路板的結(jié)構(gòu)

電路板有兩種不同的結(jié)構(gòu)：核芯結(jié)構(gòu)和敷箔結(jié)構(gòu)。

在核芯結(jié)構(gòu)中，電路板中的所有導(dǎo)電層敷在核芯材料上；而在敷箔結(jié)構(gòu)中，只有電路板內(nèi)部導(dǎo)電層才敷在核芯材料上，外導(dǎo)電層用敷箔介質(zhì)板。所有的導(dǎo)電層通過介質(zhì)利用多層層壓工藝粘合在一起。

核材料就是工廠中的雙面敷箔板。因為每個核有兩個面，全面利用時，PCB的導(dǎo)電層數(shù)為偶數(shù)。為什么不在一邊用敷箔而其余用核結(jié)構(gòu)呢？其主要原因是：PCB的成本及PCB的彎曲度。

偶數(shù)層電路板的成本優(yōu)勢

因為少一層介質(zhì)和敷箔，奇數(shù)PCB板原材料的成本略低于偶數(shù)層PCB。但是奇數(shù)層PCB的加工成本明顯高于偶數(shù)層PCB。內(nèi)層的加工成本相同；但敷箔/核結(jié)構(gòu)明顯的增加外層的處理成本。

奇數(shù)層PCB需要在核結(jié)構(gòu)工藝的基礎(chǔ)增加非標(biāo)準(zhǔn)的層疊核層粘合工藝。與核結(jié)構(gòu)相比，在核結(jié)構(gòu)外添加敷箔的工廠生產(chǎn)效率將下降。在層壓粘合以前，外面的核需要附加的工藝處理，這增加了外層被劃傷和蝕刻錯誤的風(fēng)險。

平衡結(jié)構(gòu)避免彎曲

不用奇數(shù)層設(shè)計PCB的最好的理由是：奇數(shù)層電路板容易彎曲。當(dāng)PCB在多層電路粘合工藝后冷卻時，核結(jié)構(gòu)和敷箔結(jié)構(gòu)冷卻時不同的層壓張力會引起PCB彎曲。隨著電路板厚度的增加，具有兩個不同結(jié)構(gòu)的復(fù)合PCB彎曲的風(fēng)險就越大。消除電路板彎曲的關(guān)鍵是采用平衡的層疊。

盡管一定程度彎曲的PCB達(dá)到規(guī)范要求，但后續(xù)處理效率將降低，導(dǎo)致成本增加。因為裝配時需要特別的設(shè)備和工藝，元器件放置準(zhǔn)確度降低，故將損害質(zhì)量。

使用偶數(shù)層PCB

當(dāng)設(shè)計中出現(xiàn)奇數(shù)層PCB時，用以下幾種方法可以達(dá)到平衡層疊、降低PCB制作成本、避免PCB彎曲。以下幾種方法按優(yōu)選級排列。

一層信號層并利用。如果設(shè)計PCB的電源層為偶數(shù)而信號層為奇數(shù)可采用這種方法。增加的層不增加成本，但卻可以縮短交貨時間、改善PCB質(zhì)量。

增加一附加電源層。如果設(shè)計PCB的電源層為奇數(shù)而信號層為偶數(shù)可采用這種方法。一個簡單的方法是在不改變其他設(shè)置的情況下在層疊中間加一地層。先按奇數(shù)層PCB中布線，再在中間復(fù)制地層，標(biāo)記剩余的層。這和加厚地層的敷箔的電氣特性一樣。

在接近PCB層疊中央添加一空白信號層。這種方法最小化層疊不平衡性，改善PCB的質(zhì)量。先按奇數(shù)層布線，再添加一層空白信號層，標(biāo)記其余層。在微波電路和混合介質(zhì)（介質(zhì)有不同介電常數(shù)）電路中采用。

平衡層疊PCB優(yōu)點

成本低、不易彎曲、縮短交貨時間、保證質(zhì)量。

END

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