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PCB多层板为什么都是偶数层?奇数有何风险?

电子设计 来源:电子设计 作者:电子设计 2020-10-30 16:02 次阅读

PCB 板有单面、双面和多层的,其中多层板的层数不限,目前已经有超过 100 层的 PCB,而常见的多层 PCB 是四层和六层板。那为何大家会有“PCB 多层板为什么都是偶数层?”这种疑问呢?相对来说,偶数层的 PCB 确实要多于奇数层的 PCB,也更有优势。


1、成本较低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 的加工成本明显高于偶数层 PCB。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 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。

2、平衡结构避免弯曲不用奇数层设计 PCB 的最好的理由是:奇数层电路板容易弯曲。当 PCB 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 弯曲。随着电路板厚度的增加,具有两个不同结构的复合 PCB 弯曲的风险就越大。消除电路板弯曲的关键是采用平衡的层叠。尽管一定程度弯曲的 PCB 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。换个更容易理解的说法是:在 PCB 流程工艺中,四层板比三层板好控制,主要是在对称方面,四层板的翘曲程度可以控制在 0.7%以下(IPC600 的标准),但是三层板尺寸大的时候,翘曲度会超过这个标准,这个会影响 SMT 贴片和整个产品的可靠性,所以一般设计者,都不设计奇数层板,即便是奇数层实现功能,也会设计成假偶数层,即将 5 层设计成 6 层,7 层设计成 8 层板。基于以上原因,PCB 多层板大多设计成偶数层,奇数层的较少。奇数层 PCB 如何平衡叠层、降低成本?如果当设计中出现奇数层 PCB 时,该怎么办呢?用以下几种方法可以达到平衡层叠、降低 PCB 制作成本、避免 PCB 弯曲。

1)一层信号层并利用。如果设计 PCB 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 质量。

2)增加一附加电源层。如果设计 PCB 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 种布线,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 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)电路种采用。

审核编辑 黄昊宇

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