平衡PCB层叠设计方法.PDF

电子发烧友 电子技术论坛 平衡PCB 层叠设计方法 设计者可能会设计奇数层印制电路板（PCB ）。如果布线补需要额外的层，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。 电路板有两种不同的结构：核芯结构和敷箔结构（如图1）。 图1 在核芯结构中，电路板中的所有导电层敷在核芯材料上；而在敷箔结构中，只有电路板 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 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 的成本及 PCB 的弯曲度。 偶数层电路板的成本优势 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 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（图2 ）。 图2 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。 电子发烧友 电子技术论坛 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。 使用偶数层PCB 当设计中出现奇数层PCB 时，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。以下几种方法按优选级排列。 1．一层信号层并利用（图 3 ）。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。 图3 2 ．增加一附加电源层（图 4 ）。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。 图4 3 ．在接近PCB 层叠中央添加一空白信号层（图 5 ）。这种方法最小化层叠不平衡性， 电子发烧友 电子技术论坛 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。 图5 平衡层叠PCB 优点：成本低、不易弯曲、缩短交货时间、保证质量。 原文：Designing Balanced Printed Circuit Boards 译：杨光红 xdygh@163.com 注：水平有限，不明处看原文。