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PCB多層板為什么都是偶數層?奇數有何風險?

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-10-30 16:02 ? 次閱讀

PCB 板有單面、雙面和多層的,其中多層板的層數不限,目前已經有超過 100 層的 PCB,而常見的多層 PCB 是四層和六層板。那為何大家會有“PCB 多層板為什么都是偶數層?”這種疑問呢?相對來說,偶數層的 PCB 確實要多于奇數層的 PCB,也更有優勢。


1、成本較低因為少一層介質和敷箔,奇數 PCB 板原材料的成本略低于偶數層 PCB。但是奇數層 PCB 的加工成本明顯高于偶數層 PCB。內層的加工成本相同,但敷箔 / 核結構明顯的增加外層的處理成本。奇數層 PCB 需要在核結構工藝的基礎上增加非標準的層疊核層粘合工藝。與核結構相比,在核結構外添加敷箔的工廠生產效率將下降。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險。

2、平衡結構避免彎曲不用奇數層設計 PCB 的最好的理由是:奇數層電路板容易彎曲。當 PCB 在多層電路粘合工藝后冷卻時,核結構和敷箔結構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,具有兩個不同結構的復合 PCB 彎曲的風險就越大。消除電路板彎曲的關鍵是采用平衡的層疊。盡管一定程度彎曲的 PCB 達到規范要求,但后續處理效率將降低,導致成本增加。因為裝配時需要特別的設備和工藝,元器件放置準確度降低,故將損害質量。換個更容易理解的說法是:在 PCB 流程工藝中,四層板比三層板好控制,主要是在對稱方面,四層板的翹曲程度可以控制在 0.7%以下(IPC600 的標準),但是三層板尺寸大的時候,翹曲度會超過這個標準,這個會影響 SMT 貼片和整個產品的可靠性,所以一般設計者,都不設計奇數層板,即便是奇數層實現功能,也會設計成假偶數層,即將 5 層設計成 6 層,7 層設計成 8 層板。基于以上原因,PCB 多層板大多設計成偶數層,奇數層的較少。奇數層 PCB 如何平衡疊層、降低成本?如果當設計中出現奇數層 PCB 時,該怎么辦呢?用以下幾種方法可以達到平衡層疊、降低 PCB 制作成本、避免 PCB 彎曲。

1)一層信號層并利用。如果設計 PCB 的電源層為偶數而信號層為奇數可采用這種方法。增加的層不增加成本,但卻可以縮短交貨時間、改善 PCB 質量。

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

3)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 的質量。先按奇數層布線,再添加一層空白信號層,標記其余層。在微波電路和混合介質(介質有不同介電常數)電路種采用。

審核編輯 黃昊宇

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