平衡pcb的层叠设计方法

深圳嘉立创 · 发表于 2018-10-20 14:18:26

如果布线不需要额外的层，为什么还要用它呢？难道减少层不会让电路板更薄吗？如果电路板少一层，难道成本不是更低么？但是，在一些情况下，增加一层反而会降低费用。
PCB板有两种不同的结构：核芯结构和敷箔结构。
在核芯结构中，PCB板中的所有导电层敷在核芯材料上；而在敷箔结构中，只有PCB板内部导电层才敷在核芯材料上，外导电层用敷箔介质板。所有的导电层通过介质利用多层层压工艺粘合在一起。
核材料就是工厂中的双面敷箔板。因为每个核有两个面，全面利用时，PCB板的导电层数为偶数。为什么不在一边用敷箔而其余用核结构呢？其主要原因是：PCB板的成本及PCB板的弯曲度。
偶数层PCB板的成本优势
因为少一层介质和敷箔，奇数PCB板原材料的成本略低于偶数层PCB。但是奇数层PCB板的加工成本明显高于偶数层PCB板。内层的加工成本相同；但敷箔/核结构明显的增加外层的处理成本。
奇数层PCB板需要在核结构工艺的基础上增加非标准的层叠核层粘合工艺。与核结构相比，在核结构外添加敷箔的工厂生产效率将下降。在层压粘合以前，外面的核需要附加的工艺处理，这增加了外层被划伤和蚀刻错误的风险。
平衡结构避免弯曲
不用奇数层设计PCB板的最好的理由是：奇数层PCB板容易弯曲。当PCB板在多层电路粘合工艺后冷却时，核结构和敷箔结构冷却时不同的层压张力会引起PCB板弯曲。随着电路板厚度的增加，具有两个不同结构的复合PCB板弯曲的风险就越大。消除PCB板弯曲的关键是采用平衡的层叠。尽管一定程度弯曲的PCB板达到规范要求，但后续处理效率将降低，导致成本增加。因为装配时需要特别的设备和工艺，元器件放置准确度降低，故将损害质量。
使用偶数层PCB板
当设计中出现奇数层PCB板时，用以下几种方法可以达到平衡层叠、降低PCB板制作成本、避免PCB板弯曲。以下几种方法按优选级排列。
1、一层信号层并利用。如果设计PCB板的电源层为偶数而信号层为奇数可采用这种方法。增加的层不增加成本，但却可以缩短交货时间、改善PCB板质量。
2、增加一附加电源层。如果设计PCB板的电源层为奇数而信号层为偶数可采用这种方法。一个简单的方法是在不改变其他设置的情况下在层叠中间加一地层。先按奇数层PCB板布线，再在中间复制地层，标记剩余的层。这和加厚地层的敷箔的电气特性一样。
3、在接近PCB层叠中央添加一空白信号层。这种方法最小化层叠不平衡性，改善PCB板的质量。先按奇数层布线，再添加一层空白信号层，标记其余层。在微波电路和混合介质（介质有不同介电常数）电路中采用。
平衡层叠PCB优点：成本低、不易弯曲、缩短交货时间、保证质量。