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【摘】平衡PCB层叠设计的方法(为什么不用奇数面板)
) R, L, }& E7 a 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。
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5 h' U+ @5 P6 f2 y9 {. o' d 电路板有两种不同的结构:核芯结构和敷箔结构。% D# K" u K a$ Y- _* E v
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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。
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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。
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偶数层电路板的成本优势
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9 w6 M! [" {1 e: I 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。
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. |2 B x2 d# i3 a7 b& n 奇数层PCB需要在核结构工艺的基础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。% u. `% W h- x" W( f- P6 t
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平衡结构避免弯曲.$ F, C/ o+ ?! C6 g _( k
, S: L6 y. F& ]: W) c8 e 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。0 U0 ?! r- H1 I1 L5 n8 k; G
, _3 u0 G/ i, P4 V 使用偶数层PCB
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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。
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" x7 C U+ C) p 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。3 }0 x3 c- E( A" i1 w
" r1 j a& r) l2 c) p8 Y% k7 S9 S# X. E 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。$ r# G4 v( J" Y; i( A- L' w! [
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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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平衡层叠PCB优点:成本低、不易弯曲、缩短交货时间、保证质量。 |
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