PCB层解释:多层板和堆叠规则

想象一下，从屋顶向下盖房子，而不是从地基往上盖。听起来疯狂吗?肯定是。建造房子需要非常有组织、分层的方法。一旦施工队收到平面图并打好基础，他们就可以建造铆钉墙并建立门窗的切口。然后，桁架可以安装在螺栓墙的顶部。薄板覆盖桁架，增加了覆盖，同时建立结构稳定性。一层薄板也放在外面的钉墙上，和屋顶桁架一样，增加了更多的稳定性。在一个工作人员完成粗略的工作后，沥青纸和瓦在屋顶上提供了另一层保护。

房屋的组织和分层方法还设置了电气、暖通空调和管道服务的路由。石膏板、油漆、饰面木材创造了层次感，将房子的外壳变成了一个家。就像房子一样，印刷电路板也需要强大的组织原则。

每个PCB都需要一个良好的基础:组装说明

PCB的基本方面包括介电材料，铜和跟踪尺寸以及机械或尺寸层。用作电介质的材料为PCB提供了两个基本功能。当我们构建处理高速信号的复杂PCB时，介电材料将PCB相邻层上的信号隔离开来。PCB稳定性取决于电介质在整个平面上的一致阻抗和在宽频率范围内的一致阻抗。

虽然铜作为导体似乎是显而易见的，但它还有其他的功能。铜的不同重量和厚度会影响电路实现正确电流流量的能力，并确定损失的大小。在地面和电源平面方面，铜层的质量影响接地面的阻抗以及功率平面的热导率。匹配差分信号对的厚度和长度可以巩固电路的稳定性和完整性高频信号．

确定电路板的尺寸和形状在设计之初是非常重要的

物理尺寸线、尺寸标记、数据表、切割信息、通孔信息、工装信息和装配说明不仅描述了机械或尺寸层，而且还作为PCB基础的测量。装配信息控制电子元件的安装和位置。由于“印刷电路组装”过程将功能组件与PCB上的走线连接起来，因此组装过程要求设计团队重点关注信号管理、热管理、衬垫放置、电气和机械组装规则之间的关系，以及组件的物理安装是否符合机械要求。

每个PCB设计都需要类似于IPC-2581中的组装文档。其他文件包括材料清单、格伯数据、CAD数据、原理图、制造图纸、注释、装配图、任何测试规范、任何质量规范和所有法规要求。这些文件中包含的准确性和细节减少了设计过程中出现错误的机会。

必须遵循规则:保持和路由层

在房子里安装电线的电工必须遵守规定，以确保电线不会有急剧的弯曲，也不会被用于安装干墙的钉子或螺钉损坏。运行电线通过螺柱墙需要一个一致的方法，以布线路径的深度和高度。

屏蔽层和路由层为PCB设计建立了相同的约束。隔离层为设计软件定义物理约束(如组件放置或机械间隙)或电气约束(如路由隔离)。路由层建立组件之间的互连。根据PCB的应用和类型，路由层可以放置在PCB的顶层和底层，也可以放置在内层中。

为地平面和动力平面寻找空间

每所房子都有一个主要的电力服务面板或负载中心，它接收来自电力设施的传入电力，并将电力分配到供应电灯、插座、电器和设备的电路中。PCB的地平面和电源平面通过将电路连接到地和分布不同的电路来提供相同的功能组件的板载电压．与服务面板一样，电源和地平面可以包含多个铜片，允许电路和子电路连接到不同的电位。

保护电路板，保护痕迹

专业的房屋油漆工仔细记录天花板、墙壁和装饰的颜色和饰面。在PCB上，丝印层使用文本来指定顶部和底部层上组件的位置。通过丝印提供信息可以节省设计团队查阅组装文档的时间。

房屋油漆工使用的底漆、油漆、污渍和清漆增添了吸引人的颜色和纹理。此外，这些饰面可以防止表面变质。以同样的方式，当某种类型的碎片落在电路板上时，PCB上的薄阻焊层可以保护走线不短路。

PCB层堆叠组织的优点

随着PCB技术的进步和消费者对更快、更强大产品的需求的增加，PCB已经从基本的两层板变成了有四层、六层和多达十二到十六层的介电和导体。为什么要增加层数?有更多的层可以增加电路板分配电力的能力，减少串扰，消除电磁干扰，支持高速信号。PCB使用的层数取决于应用、工作频率、引脚密度和对信号层的要求。

在两层堆叠的情况下，顶层(或第一层)作为信号层。四层叠加使用顶层和底层(或第1层和第4层)作为信号层。在此配置中，层2和层3作为平面。预浸层将两个或多个双面板粘合在一起，并在层之间起电介质的作用。六层pcb增加了两层铜，第二层和第五层作为平面。层1、层3、层4、层6携带信号。

电路板上的层和信号信息的管理可能是费力的

继续讨论六层板中的电介质，内层二和四组成核心，而预浸料由电介质层一、三和五组成。由于材料尚未完全固化，预浸料材料比芯材保持柔软。PCB制造过程将热量和压力施加到整个堆叠，并融化预浸料和芯，以便层可以结合在一起。

多层板增加了更多层的铜和电介质堆叠。在一个八层PCB中，七个内排电介质连接四个平面层和四个信号层。十层和十二层板增加了介电层的数量，保留了四个平面层，并增加了信号层的数量。

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