平衡PCB層疊PCB設計的方法

    平衡PCB層疊PCB設計的優點：成本低、不易彎曲、縮短交貨時間、保證質量。


    PCB設計者在設計PCB電路板時有可能會設計出奇數層電路板（PCB）。如果佈線不需要額外的層，爲什麼還要用它呢？難道減少層不會讓電路板更薄嗎？如果電路板少一層，難道成本不是更低麼？但是，在一些情況下，增加一層反而會降低費用。


    電路板有兩種不同的結構：核芯結構和敷箔結構。


    在覈芯結構中，電路板中的所有導電層敷在覈芯材料上；而在敷箔結構中，只有電路板內部導電層才敷在覈芯材料上，外導電層用敷箔介質板。所有的導電層通過介質利用多層層壓工藝粘合在一起。


    核材料就是工廠中的雙面敷箔板。因爲每個核有兩個面，全面利用時，PCB的導電層數爲偶數。爲什麼不在一邊用敷箔而其餘用核結構呢？其主要原因是：PCB的成本及PCB的彎曲度。


    偶數層電路板的成本優勢


    因爲少一層介質和敷箔，奇數PCB板原材料的成本略低於偶數層PCB.但是奇數層PCB的加工成本明顯高於偶數層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需要在覈結構工藝的基礎增加非標準的層疊核層粘合工藝。與核結構相比，在覈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。


    PCB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後冷卻時，核結構和敷箔結構冷卻時不同的層壓張力會引起PCB彎曲。隨着電路板厚度的增加，具有兩個不同結構的複合PCB彎曲的風險就越大。消除電路板彎曲的關鍵是採用平衡的層疊。儘管一定程度彎曲的PCB 達到規範要求，但後續處理效率將降低，導致成本增加。因爲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。


    使用偶數層PCB


    當設計中出現奇數層PCB時，用以下幾種方法可以達到平衡層疊、降低PCB製作成本、避免PCB彎曲。以下幾種方法按優選級排列。


    一層信號層並利用。如果設計PCB的電源層爲偶數而信號層爲奇數可採用這種方法。增加的層不增加成本，但卻可以縮短交貨時間、改善PCB質量。


    增加一附加電源層。如果設計PCB的電源層爲奇數而信號層爲偶數可採用這種方法。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種佈線，再在中間複製地層，標記剩餘的層。這和加厚地層的敷箔的電氣特性一樣。


    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。先按奇數層佈線，再添加一層空白信號層，標記其餘層。在微波電路和混合介質（介質有不同介電常數）電路種採用。