如何构建多层PCB叠层

多层PCB的堆叠中有两层以上。堆叠是设计中最重要的方面之一。它描述了如何在多层板上排列各层。正确堆叠的板将减少电磁辐射，串扰并改善信号完整性。

什么是PCB叠层？

6层PCB叠层（厚度以英寸为单位）

堆叠按顺序描述多层板的构造。它提供了至关重要的信息，例如制造PCB所需的材料厚度和铜重量。堆积也称为堆积。堆栈还提供了不同受控阻抗走线（例如50ohms，100ohms差分）的走线宽度的详细信息。上图显示了6层堆叠的示例。
电路板中存在哪些不同的层？

PCB中存在不同的层

堆叠主要由金属箔，预浸料和覆铜层压板（芯）组成。

金属箔：铜是PCB建筑中最常用的金属箔。

预浸料：它是一种浸有环氧树脂的交织玻璃布。树脂半固化。

玻璃纤维编织

覆铜层压板：将单层或多层预浸料与顶部和底部铜箔粘合在一起，制成覆铜层压板。这也被称为核心。

PCB堆叠中的电源层和接地层

电源平面是连接到电源的铜层。在PCB设计中通常将其指定为VCC 。电源平面的主要功能是为PCB提供稳定的电源。在多层板上，如果组件需要汲取功率，则只需将其连接到与电源层接触的过孔即可。同样，接地层是连接到PCB中公共接地点的扁平铜层。

使用电源/地平面的优势

组件的电源和接地引脚可以轻松连接到电源和接地层。

它提供了清晰的电流返回路径，特别是对于高速信号。这继而减少了EMI（电磁干扰）。

电源平面具有比走线更大的载流能力。这也降低了PCB的工作温度。

什么是PCB覆膜？

PCB层压

层压是将叠层置于极端温度和压力下以将预浸料和铜箔粘合到基础PCB内层的过程。所选PCB材料的数据表中提到了温度和压力值。

标准板厚是多少？

PCB的厚度主要取决于诸如铜厚度，所用材料，层数和操作环境等因素。常规板的标准厚度约为62密耳（1.57毫米）。如今，随着各种应用中铜层重量和层数的增加，PCB变得越来越复杂。因此，PCB趋于变厚。根据客户的要求，制造商现在正在制造具有两种新标准厚度的PCB，即93密耳（2.36毫米）和125密耳（3.17毫米）（分别是旧标准厚度的150％和200％）。

为什么在PCB中需要多层？

在这个现代时代，电子设备变得越来越复杂，并且由更多的组件和电路组成。将复杂的电路容纳在单层PCB中成为繁琐的任务。可以通过在堆叠中添加层来解决此问题。

 让我们看一下多层板的一些优点：

它们能够容纳现代电子设备所需的复杂电路。 

具有更多的层意味着该板比单面PCB更厚，因此更耐用。

多层板需要更多的计划和密集的生产过程，因此与其他类型的板相比，它们的质量更高。

使用多个PCB组件将需要多个连接点。另一方面，多层板被设计为与单个连接点一起工作，从而简化了电子设备的设计并进一步减轻了重量。

多层电路板如何制作？

步骤1：内层核心选择

PCB芯材

叠层表示用于制造多层电路板的材料。该集会提供以下信息：

铜的厚度和重量

所用环氧玻璃的种类

面板尺寸

步骤2：清洁

对内层进行化学/机械清洗或两者均清洗，以去除铜表面的污染物。

步骤3：内层成像

内层成像

成像材料放置在铜表面上。它覆盖了所需的铜电路，并暴露了多余的铜。

步骤4：蚀刻剥离

内层经过化学蚀刻以去除多余的铜。然后剥离光致抗蚀剂以露出铜电路。

步骤5：自动光学检查

进行自动光学检查以发现人眼无法检测到的缺陷（内层中的短路/开口）。

 步骤6：氧化物处理

PCB氧化处理

层压前必须对内层上裸露的铜电路进行处理，以提高附着力。改进的附着力还可以提高结构强度和整体板的可靠性。

步骤7：上篮

对所有内层重复步骤1至6。例如，将对第2、3和4、5层执行这些步骤。

步骤8：覆膜

PCB叠层层压

在此步骤中，在真空室中对叠层进行压制和加热。层压过程开始于施加真空以去除所有残留的空气和气体。之后，将热量和压力施加到叠层上，以使预浸料中的树脂进行分子键合。

步骤9：钻孔

层压过程之后，将层压板装载到钻床上的出口材料板上。在PCB上钻孔以形成通孔和通孔。出口材料减少了毛刺的形成。毛刺是钻轴穿过板时形成的铜的突出部分。要了解有关钻孔的

步骤10：去毛刺和去污

在此步骤中，去除了钻孔过程中形成的铜毛刺。它还可以去除铜表面上的所有指纹。去污是在钻孔过程中去除熔融的树脂的过程。将PCB面板浸入一系列化学溶液中，然后将其浸入高锰酸钾或浓硫酸中，以清除环氧树脂污迹。也可以通过等离子处理进行去污。

步骤11：钻孔镀铜

钻孔镀铜。

去毛刺和去污后，使用化学方法对钻孔进行镀铜。

HDI板叠放

高密度互连，或HDI ，电路板是印刷电路板比传统的印刷电路板的每单位面积的更高的布线密度。通常，HDI PCB包括微孔，盲孔，埋孔，积层和高信号性能注意事项。

顺序层压

通过在铜层之间层压环氧预浸玻璃纤维板来制造PCB。这些层在高温和高压下层压在一起。顺序叠层是在铜层和叠层子集（叠层）之间插入电介质的过程。

带微孔的6层堆叠

可以使用顺序层压工艺将掩埋的通孔内置到HDI板上。第一步是制造通过掩埋通孔连接的层（给定叠层中的层2、3、4和4）。接下来，将外层（第1层和第6层）进行层压，并钻出微通孔。

现在，让我们假设该设计需要在L1和L3之间建立连接。L6和L4。实现此设计的最佳方法是使用交错或堆叠的过孔，如下所示。

具有交错微孔的6层堆叠

在上面的堆叠中，我们可以看到微孔被堆叠并交错排列。堆叠的过孔更节省空间。但是，它们的可靠性较差，并且需要复杂的制造过程，从而导致制造价格上涨。

交错的通孔本质上意味着更少的工艺步骤。我们不必用铜填充激光钻孔的孔，因为第二个激光钻孔器不会落在第一个激光钻孔器上。填充或电镀微通孔通常在设计有化学物质的特殊电镀槽中进行。它从通孔的底部到通孔的顶部电镀激光钻孔的微孔，直到其完全填满孔为止。电镀激光钻孔的微型通孔会增加工艺时间和成本。

HDI堆叠的术语

根据微孔层的数量和微孔之间的内部层的数量，HDI堆叠体系结构可分为堆叠类别。这些类别由公式XNX确定，其中x是微孔的层数，N是微孔之间的内层数。

HDI PCB堆叠的命名法

具有掩埋过孔的HDI PCB堆叠的命名法

HDI堆叠的示例

1 + 4 + 1堆叠

1 + 4 + 1 HDI堆叠

上面的叠层显示了一个6层叠层（1 + 4 + 1）的示例，在板的任一侧都有一个微孔层。

2 + 4（6b）+2堆叠

2 + 4（6b）+2 HDI堆叠

上图显示了一个8层堆叠的示例，其中板的任一侧有两个微孔层，而在微孔层之间埋有6个通孔层。

PCB堆叠建议

电路板的成本需要尽可能低地优化。为此，需要考虑以下几点：

顺序层压的每一层都需要额外的时间和工序。因此，更多数量的顺序层压会增加成本和交货时间表。最好将连续的层数限制为3或更少。 

堆叠的通孔需要在每个连续层之后进行填充。这需要更多的制造工艺步骤和时间。因此，如果可以避免堆叠通孔，则建议使用交错通孔。 

当要求制造商进行堆叠时，请明确提及需要机械掩埋通孔的层之间以及交错和掩埋通孔的要求。 

某些材料不适合顺序层压。顺序层压材料的适用性应由制造商验证。 

成功的PCB设计在很大程度上取决于堆叠。精心设计的叠层使设计人员能够优化设计，以获得更好的信号完整性并减少串扰和EMI。在本文中，我们介绍了PCB叠层制造步骤的基本见解。在评论部分让我们知道您是否想了解更多特定主题。