多層PCB（印刷電路板）的設(shè)計(jì)可能非常復(fù)雜。設(shè)計(jì)甚至需要使用兩層以上的事實(shí)意味著，所需數(shù)量的電路將無法僅在頂部和底部表面上安裝。即使在電路確實(shí)適合兩個(gè)外部層的情況下，PCB設(shè)計(jì)人員也可以決定在內(nèi)部添加電源和接地層，以糾正性能缺陷。

從熱問題到復(fù)雜的EMI（電磁干擾）或ESD（靜電放電）問題，有許多不同的因素可能導(dǎo)致電路性能達(dá)不到最佳狀態(tài)，需要加以解決并消除這些問題。但是，盡管作為設(shè)計(jì)師，您的首要任務(wù)是糾正電氣問題，但同樣重要的是不要忽視電路板的物理配置。電氣上完好無損的板可能仍會(huì)彎曲或扭曲，從而使組裝變得困難甚至無法進(jìn)行。幸運(yùn)的是，在設(shè)計(jì)周期中對(duì)PCB物理配置的關(guān)注將最大程度減少以后的組裝麻煩。層到層的平衡是機(jī)械穩(wěn)固的電路板的關(guān)鍵方面之一。

平衡的PCB疊放

平衡堆疊是其中印刷電路板的層表面和橫截面結(jié)構(gòu)都合理對(duì)稱的堆疊。目的是消除在生產(chǎn)過程中承受應(yīng)力時(shí)可能變形的區(qū)域，尤其是在層壓階段。當(dāng)電路板變形時(shí)，很難使其平整放置以進(jìn)行組裝。對(duì)于將在自動(dòng)表面貼裝和放置線上組裝的電路板尤其如此。在極端情況下，變形甚至?xí)恋K將組裝好的PCBA（印刷電路板組件）安裝到最終產(chǎn)品中。

IPC的檢查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)防止彎曲最嚴(yán)重的板子到達(dá)您的設(shè)備。盡管如此，如果PCB制造商的工藝并沒有完全失控，那么大多數(shù)彎曲的根本原因仍與設(shè)計(jì)有關(guān)。因此，建議您在下第一份原型訂單之前，徹底檢查PCB布局并進(jìn)行必要的調(diào)整。這樣做可以防止不良的產(chǎn)量。

電路板截面

一個(gè)與設(shè)計(jì)相關(guān)的常見原因是，印刷電路板將無法完成可接受的平整度，這是因?yàn)槠錂M截面結(jié)構(gòu)關(guān)于其中心不對(duì)稱。例如，如果一個(gè)8層設(shè)計(jì)使用4個(gè)信號(hào)層或中心上方的銅覆蓋相對(duì)較輕的局部平面以及下面4個(gè)相對(duì)實(shí)心的平面，則堆疊的一側(cè)相對(duì)于另一側(cè)所施加的應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致蝕刻后，通過加熱和加壓層壓材料時(shí)，整個(gè)疊層會(huì)變形。

因此，優(yōu)良的做法是設(shè)計(jì)疊層，以使銅層的類型（平面或信號(hào)）相對(duì)于中心鏡像。在下圖中，頂層和底層類型匹配，L2-L7，L3-L6和L4-L5匹配。大概在所有信號(hào)層上的銅覆蓋率是可比的，而平面層主要由固體澆注的銅組成。如果這樣的話，那么該電路板就有一個(gè)很好的機(jī)會(huì)來完成平坦，平坦的表面，這對(duì)于自動(dòng)化組裝是非常理想的。

PCB介電層厚度

平衡整個(gè)堆棧的介電層厚度也是一種好習(xí)慣。理想地，每個(gè)電介質(zhì)層的厚度應(yīng)該以與層類型被鏡像的方式相似的方式被鏡像。

當(dāng)厚度不同時(shí)，可能難以獲得易于制造的材料組。有時(shí)由于諸如天線走線之類的功能可能會(huì)導(dǎo)致非對(duì)稱堆疊是不可避免的，因?yàn)樘炀€走線與其參考平面之間可能需要非常大的距離，但請(qǐng)確保在繼續(xù)前進(jìn)之前先探究并用盡所有其他選擇。當(dāng)需要不均勻的電介質(zhì)間隔時(shí)，大多數(shù)制造商會(huì)要求放松或完全放棄弓和扭曲公差，如果他們無法放棄，甚至可能放棄工作。他們不想讓自己以低產(chǎn)量重建幾個(gè)昂貴的批次，然后才最終獲得足夠的合格單位來滿足原始訂單數(shù)量。

PCB厚度問題

弓和扭曲是最常見的質(zhì)量問題當(dāng)您的堆疊不平衡時(shí)，還有另一種情況有時(shí)會(huì)在最終檢查時(shí)引起爭(zhēng)議–電路板上不同位置的整體PCB厚度會(huì)發(fā)生變化。這種情況是由看似較小的設(shè)計(jì)疏忽引起的，并且相對(duì)不常見，但是如果您的布局在同一位置的多個(gè)層上始終存在不均勻的銅覆蓋，則可能會(huì)發(fā)生這種情況。它通常在使用至少2盎司銅和相對(duì)較高層數(shù)的板上看到。發(fā)生的情況是，板上的一個(gè)區(qū)域有大量的倒銅區(qū)域，而另一部分則相對(duì)沒有銅。將這些層層壓在一起時(shí)，含銅的一面向下壓至一個(gè)厚度，而不含銅或無銅的一面則壓薄。

大多數(shù)使用半盎司或1盎司銅的電路板不會(huì)受到太大影響，但是銅越重，厚度損失就越明顯。例如，如果您有8層3盎司銅，則銅覆蓋率較輕的區(qū)域很容易跌落到總厚度公差以下。為防止這種情況發(fā)生，請(qǐng)確保將銅均勻地倒入整個(gè)層表面。如果出于電氣或重量方面的考慮，這不切實(shí)際，則至少在輕銅層上增加一些鍍通孔，并確保在每層上都包括用于孔的焊盤。這些孔/墊結(jié)構(gòu)將在Y軸上提供機(jī)械支撐，從而減少厚度損失。

犧牲成功

即使在設(shè)計(jì)和布局多層PCB時(shí)都必須同時(shí)注意電氣性能和物理結(jié)構(gòu)，即使您需要在這兩個(gè)方面稍作妥協(xié)才能實(shí)現(xiàn)既實(shí)用又可制造的整體設(shè)計(jì)。在權(quán)衡各種選擇時(shí)，請(qǐng)記住，如果由于弓形和扭曲形式的變形而很難或不可能填充零件，那么具有完美電氣特性的設(shè)計(jì)就沒有多大用處。平衡堆疊，并注意各個(gè)層上的銅分布。這些步驟增加了最終獲得易于組裝和安裝的電路板的可能性。