什么是多層 PCB ?
多層印刷電路板 （PCB） 是一種 PCB，至少具有三層導(dǎo)電材料，例如銅箔，夾在絕緣層之間。頂層和底層類似于雙面 PCB，但內(nèi)層用于布線，而頂層和底層用于有源和無源元件。這些層與鍍銅孔連接，稱為過孔，例如盲孔、埋孔或電鍍通孔。
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相關(guān)產(chǎn)品
小尺寸：使用多層 PCB 最突出和最受贊譽(yù)的好處之一在于它們的尺寸。由于其分層設(shè)計，多層 PCB 本質(zhì)上比其他具有類似功能的 PCB 小。這為現(xiàn)代電子產(chǎn)品帶來了重大優(yōu)勢，因為當(dāng)前的趨勢是朝著更小、更緊湊但功能更強(qiáng)大的小工具發(fā)展，如智能手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦和可穿戴設(shè)備。
輕質(zhì)結(jié)構(gòu)： PCB 越小，重量越輕，尤其是因為消除了將單獨(dú)的單層和雙層 PCB 互連所需的多個連接器，以支持多層設(shè)計。這同樣有利于現(xiàn)代電子產(chǎn)品，因為現(xiàn)代電子產(chǎn)品更傾向于移動性。
高質(zhì)量：由于創(chuàng)建多層 PCB 必須進(jìn)行大量工作和規(guī)劃，因此這些類型的 PCB 質(zhì)量往往優(yōu)于單層和雙層 PCB。因此，它們也往往更可靠。
提高耐用性：多層 PCB 本質(zhì)上往往是耐用的。這些多層 PCB 不僅必須承受自身的重量，而且還必須能夠處理用于將它們粘合在一起的熱量和壓力。除了這些因素之外，多層 PCB 在電路層之間使用多層絕緣，用預(yù)浸料粘合劑和保護(hù)材料將其全部粘合在一起。
增強(qiáng)的靈活性：雖然這并不適用于所有多層 PCB 組件，但有些確實使用靈活的構(gòu)造技術(shù)，從而產(chǎn)生靈活的多層 PCB。對于可能半規(guī)則地發(fā)生輕微彎曲和彎曲的應(yīng)用，這可能是一個非常理想的特性。同樣，這并不適用于所有多層 PCB，柔性 PCB 中的層數(shù)越多，PCB 的柔韌性就越差。
更強(qiáng)大： 多層 PCB 是極高密度的組件，將多層整合到單個 PCB 中。這些近距離使電路板更具連接性，其與生俱來的電氣特性使它們能夠在尺寸較小的情況下實現(xiàn)更大的容量和速度。
單連接點(diǎn)：多層 PCB 設(shè)計為作為一個單一單元工作，而不是與其他 PCB 組件協(xié)同工作。因此，它們只有一個連接點(diǎn)，而不是使用多個單層 PCB 所需的多個連接點(diǎn)。事實證明，這在電子產(chǎn)品設(shè)計中也是一個好處，因為它們只需要在最終產(chǎn)品中包含一個連接點(diǎn)。這對于旨在最小化尺寸和重量的小型電子產(chǎn)品和小工具特別有益。
多層PCB的應(yīng)用
對于眾多行業(yè)來說，多層 PCB 已成為各種應(yīng)用的首選。這種偏好在很大程度上源于所有技術(shù)對移動性和功能性的持續(xù)推動。多層 PCB 是這一進(jìn)程中的合乎邏輯的步驟，在減小尺寸的同時實現(xiàn)更強(qiáng)大的功能。因此，它們已經(jīng)變得相當(dāng)普遍，用于許多技術(shù)，包括：
消費(fèi)電子產(chǎn)品：消費(fèi)電子產(chǎn)品是一個廣義的術(shù)語，用于涵蓋公眾使用的各種產(chǎn)品。這往往包括日常使用的產(chǎn)品，例如智能手機(jī)和微波爐。這些消費(fèi)電子產(chǎn)品中的每一個都包含一個 PCB，但其中越來越多的人使用多層 PCB 而不是標(biāo)準(zhǔn)的單層。為什么？大部分原因在于消費(fèi)趨勢。現(xiàn)代世界的人們往往更喜歡與生活融為一體的多功能小工具和智能設(shè)備。從通用遙控器到智能手表，這些類型的設(shè)備在現(xiàn)代世界中相當(dāng)普遍。他們還傾向于使用多層 PCB，因為它們的功能更高，尺寸更小。
計算機(jī)電子學(xué)： 從服務(wù)器到主板，所有產(chǎn)品都使用多層 PCB，主要是因為它們節(jié)省空間和高性能。在這些應(yīng)用中，性能是 PCB 最基本的特性之一，而成本在優(yōu)先事項列表中相對較低。因此，多層 PCB 是該行業(yè)許多技術(shù)的理想解決方案。
電信： 電信設(shè)備在許多通用應(yīng)用中通常使用多層 PCB，例如信號傳輸、GPS 和衛(wèi)星應(yīng)用。原因主要在于它們的耐用性和功能性。用于電信應(yīng)用的 PCB 通常用于移動設(shè)備或戶外塔。在此類應(yīng)用中，耐用性至關(guān)重要，同時仍能保持高水平的功能。
工業(yè)： 事實證明，多層 PCB 確實比目前市場上的其他幾種選擇更耐用，使其成為可能每天發(fā)生粗暴處理的應(yīng)用的不錯選擇。因此，多層 PCB 已在多種工業(yè)應(yīng)用中流行起來，其中最著名的是工業(yè)控制。從工業(yè)計算機(jī)到控制系統(tǒng)，多層 PCB 在整個制造和工業(yè)應(yīng)用中用于運(yùn)行機(jī)械，因其耐用性、小尺寸和功能性而受到青睞。
制造多層 PCB 時要記住的因素
層
數(shù)絕緣材料之間的最小導(dǎo)電層數(shù)為三個，我們可以根據(jù)需要加入多達(dá)一百層。我們將多層 PCB 視為剛性 PCB，因為很難制造柔性多層 PCB。我們大多數(shù)常見的多層 PCB 由 4 到 8 層組成。智能手機(jī)可以包含多達(dá) 12 層，因為它們適合應(yīng)用程序的復(fù)雜性。制造商更喜歡偶數(shù)層而不是奇數(shù)層，因為層壓奇數(shù)層會使電路過于復(fù)雜并出現(xiàn)問題，高成本也是一個需要考慮的因素。
構(gòu)建多層 PCB
多層 PCB 是通過在高溫和高壓下連接所有數(shù)量的層和材料來構(gòu)建的，以去除層之間的任何滯留空氣。樹脂和粘合劑材料用于將組件和不同層粘合在一起。您可以從多種材料中進(jìn)行選擇，例如異國情調(diào)的陶瓷、環(huán)氧樹脂玻璃或特氟龍等，以構(gòu)建您的 PCB。不同的預(yù)浸料和芯層結(jié)合在一起，并在高溫和高壓下進(jìn)行層壓過程，這有助于將各層熔化在一起。之后，PCB 冷卻以形成堅硬而堅固的板。
在構(gòu)建多層 PCB 時，您必須牢記許多因素。例如，信號完整性和電源完整性等。PCB 上的銅走線允許電流流過，但也具有電阻，在某些情況下，它會改變電流或電流質(zhì)量，從而影響電路板的整體性能。這就是需要受控阻抗走線的原因。銅的厚度應(yīng)大于正常值，因為這些走線的溫度可能會超過正常值。為了控制溫度，走線的寬度會相應(yīng)增加。
當(dāng)電流通過單個組件時，它們會產(chǎn)生磁場。在多層 PCB 中，返回路徑或接地位置用作解決方案，充當(dāng)屏蔽并幫助為不必要的信號提供返回路徑。應(yīng)避免 90 度走線，因此不存在 EMI（電磁感應(yīng)）問題。
識別多層 PCB
中的不同層 為了識別多層 PCB 上的各個層，您應(yīng)該記住幾件事。例如，使用強(qiáng)光觀察銅平面可以讓你更清楚地看到走線，并有助于你分析內(nèi)層。當(dāng)沒有線條或路徑穿過您的視線時，您可以輕松識別內(nèi)層。在某些 PCB 中，總層數(shù)壓印在邊緣上。
多層 PCB 疊層設(shè)計
在某些情況下，較舊的傳統(tǒng) PCB 封裝可能不足以滿足多層設(shè)計，您需要了解是否需要任何其他要求。根據(jù)所使用的 CAD 系統(tǒng)，您可能必須向封裝添加圖層或?qū)傩砸赃M(jìn)行多層使用。但是現(xiàn)在您可以訪問許多 PCB 設(shè)計系統(tǒng)到在線庫服務(wù)可能是真正的好處。它使使用最新、最準(zhǔn)確的 PCB 封裝源變得更加容易。
雙層和多層板設(shè)置之間的主要區(qū)別在于規(guī)劃您的層設(shè)置。以下是在規(guī)劃電路板層堆疊時需要考慮的一些要點(diǎn)：
性能： 電路的運(yùn)行速度以及最終電路板的工作環(huán)境可能會對制造電路板的材料產(chǎn)生影響。根據(jù)需求，有比 FR4 更先進(jìn)的材料可能適合您的應(yīng)用，但這些材料可能會影響參數(shù)，例如我們的阻抗計算。這就是您的 PCB 制造商的幫助將成為寶貴信息來源的地方。
成本： 多層 PCB 制造材料以及層數(shù)和配置將直接影響構(gòu)建電路板的總成本。在這里，您需要再次與制造商合作，考慮所有選項。
密度：電路板的布線密度是確定板層堆疊配置的另一個因素。當(dāng)你在開始布局后不得不返回并向板設(shè)計添加層時，這是非常痛苦的。您不僅必須重新配置 CAD 數(shù)據(jù)庫，而且可能必須對布局進(jìn)行大量更改。另一方面，如果你從太多的層開始，你將為板支付更多的費(fèi)用，而不是你應(yīng)該支付的。
電路： 您還需要了解 circuitry 的需求，以便創(chuàng)建最優(yōu)化的 layer configuration。例如，敏感信號可能需要帶狀線層配置才能獲得最佳性能，這意味著需要增加額外的接地層。模擬和數(shù)字電路區(qū)域需要用自己的接地層分隔，板載電源需要隔離。所有這些都可能對圖層配置產(chǎn)生影響，這應(yīng)該在布局開始之前進(jìn)行規(guī)劃。
了解單層 PCB 和多層 PCB 之間的區(qū)別
PCB 是任何電子、電氣或機(jī)電設(shè)備、零件或機(jī)器的核心，因此被用于各行各業(yè)。它們由特定數(shù)量的層組成，具體取決于應(yīng)用程序的需求復(fù)雜性。以前，印刷電路板多為單層或雙層。如今，由于電路復(fù)雜，電路板上安裝了多個組件。這種板有多層，達(dá)到 20、25 或更高。最常見的是，現(xiàn)在的層數(shù)在 4 到 12 之間，很少有設(shè)備具有單層 PCB。這篇文章詳細(xì)提供了單層和多層 PCB 的比較說明。
比較說明：單層 PCB 與多層 PCB
單層 PCB 是非常基本的層板，其中組件僅安裝在一側(cè)。該板有一個導(dǎo)電銅層，有些板還有一個基板層。
多層板的兩側(cè)都安裝了元件，并且根據(jù)要求具有三層以上。這些層彼此堆疊。在這種類型的電路板中，有一個芯層，它夾在預(yù)浸料層和銅涂層之間。通常，層數(shù)是均勻的，因為它有助于防止焊接過程中電路板翹曲。
單層 PCB 具有成本效益且設(shè)計簡單。因此，它們可以快速制造，無需任何技術(shù)復(fù)雜性。
多層 PCB 設(shè)計復(fù)雜，可根據(jù)客戶要求進(jìn)行定制。如今，對微型多層 PCB 的需求巨大，其中安裝了多個組件并且電路很復(fù)雜。此外，您需要使用正確的材料來制造這些板，并確保使用環(huán)保無毒的材料，這些材料消耗的電力相對較少。
多層板絕對比單層板更耐用。它們可以承受極端的工業(yè)環(huán)境、高溫等，由于復(fù)雜，多層板很難修復(fù)，需要全面的專業(yè)知識。此外，對它們進(jìn)行徹底測試也很重要，因為在設(shè)計、結(jié)構(gòu)、布線和功能方面沒有缺陷或錯誤。單層 PCB 相對容易修復(fù)。
多層板用于國防、醫(yī)療、航空航天、監(jiān)控系統(tǒng)等關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用。單層 PCB 具有簡單的應(yīng)用，例如計算器、咖啡自動售貨機(jī)、固態(tài)驅(qū)動器、打印機(jī)、LED 照明系統(tǒng)等。
這些板類型中的每一種都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此根據(jù)您的應(yīng)用要求對層數(shù)、材料等做出正確的決定至關(guān)重要。
我們的工廠
四會富仕電子科技股份有限公司成立于 2009 年，16 年來一直專注于長期可靠的電路板生產(chǎn)。憑借快板打樣、批量生產(chǎn)、多產(chǎn)品名稱、多批次、交貨期短的生產(chǎn)實力，提供一站式綜合服務(wù)，最大程度的滿足客戶的需求。是一家中國電子線路板制造商，擁有豐富的日本公司質(zhì)量管理經(jīng)驗。
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