你是否想知道是什么让你的智能手机、笔记本电脑或台式机在每一款新机型中变得紧凑?
是什么魔法让这一切成为可能?
你的电子产品变得越来越薄的原因之一是印刷电路板。与半导体和其他电力电子器件一样，多氯联苯在其中扮演着重要角色。
想知道PCB是什么吗?继续阅读，解开PCB及其工作的意义。
还记得桌子或房间大小的电脑吗?大尺寸的原因不仅仅局限于半导体元件的尺寸。电线也导致了它庞大的结构。
什么是PCB?
PCB或印刷电路板，大约在一个世纪前出现，是为了摆脱这些复杂的线路。
印刷电路板的电使用拉制的铜轨道连接电子元件用手或在电脑上用不同的方法设计。它还为组件提供机械支持，并为层提供隔离。我们将在本文的后半部分详细讨论该层的含义。
PCB使用一个非导电衬底作为隔离两个或多个蚀刻和层压铜片。它们通常分为单层、双层和多层pcb。
您将在本文中学到什么?
- 类型的多氯联苯
- 什么是多层PCB?
- 如何设计多层PCB?
- 多层PCB:制造工艺
- 多层PCB:优点和缺点
- 多层印刷电路板:应用程序
类型的多氯联苯
多氯联苯以不同的形式存在，在不同行业的电子产品中都有应用。分类是根据其应用、制造过程和使用的材料来进行的。
PCB可分为以下几种:
- 单层PCB
- 双层印刷电路板
- 多层印刷电路板
- 刚性线路板
- 柔性印刷电路板
- 铝背PCB
- Rigid-Flex PCB
其中，对多层多氯联苯进行了研究。
多层多氯联苯
半导体组件与集成电路的集成被广泛用于容纳最大的功能在一个紧凑的小器件。PCB的尺寸和处理器的尺寸在每一个新模型中使这些电子产品更苗条起着至关重要的作用。然而，PCB尺寸的减小会带来一些负面影响，如噪声、信号串扰、阻抗失配等，这取决于两个因素:多层材料和高速信号轨道之间的路由间隙。
多层PCB，顾名思义，是由3层以上的双面铜层组成。
想知道多层PCB是如何制作的吗?查看下一部分或继续阅读这篇文章，我们已经回答了你的疑问。
这些层是由像铜这样的导电材料制成的，它们通过孔相互连接(技术名称-过孔)。PCB设计工程师根据应用程序决定层栈的数量，并将信号(电源、地、高速信号等)分配到每个层栈。
对于更高的紧致性，层的数量增加。通过这种方式，多人PCB有助于减少PCB板的整体尺寸。
继续阅读下一节，了解工程师是如何设计这些多层pcb的。
如何设计多层PCB
设计一个单层或双层PCB是容易的，可以做任何爱好者与少数组件，这是很容易在市场上。一种设计单层PCB的DIY产品将很快面世。
然而，多层PCB需要熟练的工程师来设计。他们使用不同的软件，这些软件要么是免费的，要么是价格昂贵的授权工具，并在所选工具的规则部分创建许多预定义的规则。一个好的PCB设计工具，我们经常使用是奥腾设计者，使用简单方便。
设计PCB的首要要求是项目的电路布局。一旦准备好了，就可以使用PCB软件的符号库绘制一个原理图，其中组件可以在其数据表中找到类似的引脚描述。这个原理图使人们很容易地理解这些组件及其连接。
作为一个专业的PCB设计师，我有一些提示给你，将帮助你设计多层PCB有效。
- 总是尝试添加偶数个PCB层。由于这两层都带有信号，所以奇数层的价格区间差别不大。你也很少能找到一个以低得多的价格生产奇数层的制造商。
- 选择正确的PCB厚度，记住PCB板上的重型组件的数量。
例如，如果所有组件都很轻，可以考虑0.8厚度的PCB。多层PCB设计中的厚度支持因供应商不同而不同。然而，一些标准的PCB厚度尺寸是0.8mm, 1mm, 1.2mm, 1.6mm。 - 根据设计要求选择PCB堆叠。PCB工程师在电路设计的基础上，完全选择了接地面和电源面的方法。
- 与制造商进行有效沟通，了解PCB制造能力。
- 用原理图符号反复检查原理图与PCB设计的连接和足迹。
市场上有足够多的PCB制造商可供选择。影响PCB制造成本的许多因素之一是层数。因此，多层PCB的生产成本要高于单层或双层PCB。随着我们在多板PCB上添加更多层，成本也随之增加。
多层PCB制造工艺
一旦设计过程完成，PCB就准备生产了。
这让我回想起我设计的第一个多层PCB(4层)，并把它送到当地的制造工厂。我等待它就像一个正在上学的孩子等待他的结果。我很想知道这个设计结果会怎样!
所以，是的，PCB的制造阶段是整个过程中至关重要的一部分。这是您的设计得到物理形式的时候。
为了将您的PCB发送到制造商，您将需要获得PCB的gerber文件。gerber文件是多层PCB的标准输出文件，内置在为设计选择的任何软件中。
检查最小道宽或最小铜间隙是否有问题，或最小孔尺寸标准是否匹配。如果您检测到任何这样的问题，您可能必须编辑它来重现PCB。
其制造工艺是将内部不同的铜层与预浸料和介电材料复合。层压过程是在高温下完成的，非常关键，因为PCB孔需要匹配。在制造过程中，铺层的微小差异会导致PCB产生噪音甚至短路，因此，这一过程需要高精度完成。它还负责捕获任何气泡，因此PCB层紧密粘在一起与环氧化学品(工业胶水)。常用的复合材料是基本的环氧玻璃、奇异的陶瓷和特氟隆材料。
下面给出的两张图片会让你对PCB的掩蔽层有一个更清晰的认识。屏蔽层可以是任何颜色，这取决于PCB制造商的选择。绿色是大多数PCB板的流行颜色。
丝质层被写在多层PCB板的屏蔽层上。标记或指定元件以确定其在电路中的位置是很有用的。它也被用于把“LOGO”的任何公司的板上，IC针标识标志，和许多其他东西。
磁芯(电介质材料要分开两层)，与预浸料基本上有相同的含义。与预浸料相比，芯材具有高的宽度。这两种材料都需要高温和高压才能在所需的区域熔化和沉淀。层压工艺完成后，在多层PCB的两面涂上“屏蔽”层，防止我们接触铜线/痕迹，从而导致相关组件的ESD。它还提供抗氧化保护，防止紧密放置的焊盘之间形成焊桥。
多层印刷电路板制造商
我想列出一些最好的pcb制造商，他们有能力制造多层印刷电路板。
# 1NextPCB-是多氯联苯的顶级制造商之一。他们有一个全球供应链，他们把产品销往世界各地。你可以使用他们的web应用程序在线上传设计，只有在获得正确的报价后，你才需要下最终订单。
多层PCB的优点和缺点
让我们先来看看设计多层pcb的好处。
紧凑的尺寸使用多层PCB的主要优点之一是产品/项目在尺寸上变得紧凑。如果你喜欢你的智能手机或在你的智能手环或智能手表有一个卡路里计数多亏了多层PCB设计，使它真正紧凑。
增加灵活性:多层PCB可灵活，提高用户对最终产品的满意度。柔性PCB有很多应用，比如智能手表和智能腕带。这很有帮助
噪声:射频设计包括天线433MHz ~ 2.4GHz，高频信号和高速信号(时钟信号)，需要良好的接地屏蔽。然而，对于大多数基于rf的设计来说，带有大量组件的双层PCB无法提供良好的接地屏蔽。另一方面，多层PCB板允许用户放置独立的接地和电源平面，从而使RF组件可以有良好的接地屏蔽。此外，其他组件有较少的返回路径的地，从而导致更少的噪声或无噪声PCB板。
高质量:多层PCB的制造和生产过程采用高品质的材料。因此，所制作的PCB可以在高温条件下安全地工作。
阻抗控制:一些通信协议，如USB, SPI需要路由到轨道的相对阻抗的轨道。例如，USB D+和D-线需要控制与90欧姆阻抗相对地，长度匹配的所有SPI网也是需要的。对于要控制的阻抗，在多层PCB中单独定义的接地面是非常有用的。对于天线馈线，需要控制50欧姆阻抗。这也可以很容易地通过多层PCB设计来实现。
易于设计:更低的层数增加了PCB设计的复杂性，当空间有限的电路，需要大量的组件在板上。使用多层，可以增加层的数量，以简化设计过程，减少完成设计的工作量。
缺点
多层PCB也有一些缺点。下面讨论了一些主要的缺点:
- 昂贵的制造:从设计到制造，多层PCB板在每一步都要处理比单层或双层设计更复杂的过程。由于它需要一个高度复杂和精确的制造过程，时间和劳动力工作以及机器的覆膜和环氧材料出来是有点昂贵的。要完成的最大任务是精确地整合每一层。使用盲孔和埋孔也可能进一步增加其成本。(盲孔和埋孔用于传递信号，并仅在选定的层中暴露“via”)。
- 设计技巧:设计人员应具有足够的多层设计知识和思想，并具有更好的阻抗控制、接地屏蔽和良好的层叠设计思想。多层pcb设计人员的费用比双侧板设计人员要多。
- 测试和调试:随着测试多层设计的难度增加，复杂性也随之增加，因为不同于单层或双层PCB，如果轨道在多层板内的任何一层，用户无法切断轨道。
- 生产时间:多层PCB的制造过程是耗时的，因为生产过程需要以正确的精度执行。
- 有限的制造商:生产过程需要高精度和非常昂贵的机器，因此只有少数支持多层板生产过程的制造商。这就限制了选择生产多层板的厂家。
多层印刷电路板的应用程序
多层PCB的应用非常广泛。下面列出了一些:
消费电子产品
消费电子拥有最大的多层PCB板市场。
一些流行的可穿戴设备如智能手带和智能手表，智能电视，语音识别设备如“亚马逊Alexa”和“谷歌家”，智能家居产品等。你正在阅读这篇文章的智能手机也有一个精心设计和精确制造的多层PCB内部。
工业电子产品
几乎所有电力或非电力公司的著名批量生产公司都有自动化机器人来批量生产。他们在机器中使用多层PCB板，使其紧凑，并在有限的尺寸中添加更多的功能。
医疗电子设备
程序化的机器人为人类做手术的日子不远了，从心率监测到HCG监测，甚至血压监测设备的数量现在都实现了自动化，这一切都归功于多层电路板。
除此之外，在很多领域，多层PCB板被用作，
- 电信
- 卫星
- 汽车
- 军事和国防
- 航天宇宙
- 云计算
- 原子能和核电站
- 导航系统
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