什么是在电路板层堆叠:PCB层解释

这个小甜点看起来太神奇了。所有这些层层叠叠的美味看起来就像魔法一样。你不同意吗?在我们的生活中，有很多我们熟悉的有层次的事情。寒冷的夜晚要多盖几层毯子，包裹一份美妙礼物的层层包装纸，还有(可悲的是)那些恼人的报税文件。

在印刷电路板的设计和制造中也有许多不同的层。这些层可能不太熟悉，有时会引起混淆，即使是对经常使用它们的人来说也是如此。电路板中有物理层用于电路连接，然后PCB CAD工具中有层用于设计这些层。让我们通过对PCB层的描述来了解这一切意味着什么。

印刷电路板中PCB层的解释

就像上图中的甜点一样，印刷电路板是由多层组成的。即使是简单的单面(单层)板也是由导电金属层和基片层复合而成。随着PCB的复杂性增加，层的数量也会增加在它。

多层PCB将有一个或多个由电介质材料组成的核心层。这种材料通常由编织玻璃纤维布和环氧树脂粘合剂组成，并在相邻的两个金属层之间起到绝缘作用。根据电路板需要多少物理层，还会有额外的金属层和核心材料层。每一层金属层之间都有一层预浸渍树脂的玻璃纤维，称为“预浸料”。预浸料本质上是未固化的芯材，当置于层压过程的加热压力下时，会融化并将层连接在一起。预浸料也可作为金属层之间的绝缘材料。

上面的金属层多层PCB将传导电信号从点到点的电路。对于常规信号，使用薄金属线，而对于电力和地网，将使用较宽的线。多层板通常使用整层金属来形成电源或接地平面。这使得所有部件都可以通过充满焊料的小孔轻松进入平面，无需在整个设计中布线电源和接地带。它还通过提供电磁屏蔽以及为信号痕迹提供良好的固体返回路径来帮助设计的电气性能。

用于解释电路板结构的PCB层的横截面图像

PCB设计工具中的印刷电路板层

为了物理电路板中的层要进行创建，需要有金属痕迹图案的图像文件，制造商可以使用这些图像文件来构建电路板。为了创建这些图像，PCB设计CAD工具有自己的一组电路板层，供工程师在设计电路板时使用。一旦设计完成，这些不同的CAD层将在一组制造和装配输出文件中导出给制造商。

电路板中的每个金属层在PCB设计工具中由一个或多个层表示。通常电介质(芯线和预浸料)层不由CAD层表示，尽管这将根据正在设计的电路板技术而改变，我们将在后面提到。然而，对于大多数PCB设计，电介质层将仅由设计工具中的属性表示，以便考虑材料和宽度。这些属性对于设计工具在确定金属痕迹和空间的正确值时将使用的不同计算器和模拟器非常重要。

除了每个金属层的板得到一个PCB设计工具中的分离层，也将有CAD层专门用于阻焊，锡膏和丝印标记。掩模、粘贴和丝印是在电路板层压在一起后应用到电路板上的，因此它们不是实际电路板的物理层。但是为了给PCB制造商提供应用这些材料所需的信息，他们也需要从PCB CAD层创建自己的图像文件。最后，PCB设计工具还将有许多其他层内置于其中，用于设计或文档目的所需的额外信息。这可能包括板上或板内的其他金属物体、零件编号和组件轮廓。

像OrCAD Designer中这样的PCB横截面编辑器可以轻松地处理层

超出标准PCB层

除了设计单层或多层印刷电路板外，还有其它PCB设计技术，即CAD工具都是今天用的。柔性和刚性柔性设计将具有内建的柔性层，要求这些层在PCB设计CAD工具中表示。不仅需要在工具中显示这些图层，而且工具中还需要高级的3D工作环境。这将允许设计师看到柔性设计是如何折叠的，当他们在工作时，以及它们将弯曲到什么程度，什么角度。

另一项需要额外CAD层的技术是可打印或混合电子技术。这些设计是通过在基材上添加或“印刷”金属和电介质材料来制造的而不是采用减法蚀刻工艺就像标准PCB一样。为了适应这一点，PCB设计工具需要能够显示和设计这些介电层，除了标准的金属、掩模、粘贴和丝印层。

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