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PCB板有单面、双面和多层板。多层板的层数不受限制。目前PCB有100多层,常见的多层PCB有四层和六层板。那么为什么会有人产生“为什么PCB多层板都是偶数层”的问题呢?相对而言,偶数层PCB确实比奇数层PCB更有优势。
1. 低成本
由于电介质和箔层少了一层,奇数PCB板的原材料成本略低于偶数PCB。然而,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,但箔/芯结构显着增加了外层的加工成本。
奇数层PCB需要在核心结构工艺的基础上进行非标准的叠层核心层键合工艺。与核心结构相比,在核心结构之外添加箔的工厂将失去生产力。外芯在层压粘合之前需要额外的处理,这增加了外层刮伤和蚀刻错误的风险。
2. 平衡结构,避免弯曲
不设计奇数层 PCB 的最佳理由是奇数层电路板容易弯曲。当 PCB 在多层电路键合工艺后冷却时,芯结构和覆箔结构在冷却时不同的层压张力会导致 PCB 弯曲。随着电路板厚度的增加,弯曲具有两种不同结构的复合 PCB 的风险增加。消除电路板弯曲的关键是平衡堆叠。具有一定曲率的PCB虽然符合规范要求,但会降低后续加工效率,导致成本增加。由于组装需要特殊的设备和工艺,因此降低了元件放置的准确性,因此质量会受到影响。
换个说法更容易理解:在PCB制程中,四层板比三层板更容易控制,主要是对称性方面,四层板的翘曲是可以控制的低于0.7%(IPC600的标准),但是当三层板尺寸较大时,翘曲会超过这个标准,影响SMT贴片和整个产品的可靠性。因此,普通设计师不会设计奇数层。即使奇数层实现功能,也会被设计成假偶数层,即5层设计成6层,7层设计成8层。
由于以上原因,PCB多层板大多设计为偶数层,奇数层较少。
如何平衡叠层并降低奇数PCB的成本?
如果设计中有奇数层PCB怎么办?可以采用以下方法实现平衡堆叠,降低PCB制造成本,避免PCB弯曲。
1)一层信号层及用途。如果设计 PCB 具有偶数个电源层和奇数个信号层,则可以使用此方法。增加的层数不会增加成本,但可以缩短交货时间并提高 PCB 质量。
2) 添加一个额外的电源层。如果设计 PCB 具有奇数个电源层和偶数个信号层,则可以使用此方法。一个简单的方法是在堆栈中间添加一个编队而不更改其他设置。首先,在奇数层上布线PCB,然后在中间复制地层,并标记其余层。这与加厚层箔的电特性相同。
3) 在 PCB 叠层中心附近添加一个空白信号层。这种方法最大限度地减少了堆栈不平衡并提高了 PCB 的质量。先布线奇数层,然后添加空白信号层并标记其余层。它用于微波电路和混合介质(具有不同介电常数的介质)电路中。