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干货 | PCB多层板为什么都是偶数层?奇数层不行吗?

2019-12-23
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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。


01、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。

02、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。

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