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是什么魔法让这一切成为可能?
印刷电路板是电子产品越来越薄的原因之一。印刷电路板与半导体和其他电力电子设备一起，在其中起着重要作用。
想知道什么是PCB吗？请继续阅读，了解PCB的含义及其工作原理。
还记得桌子或房间大小的电脑吗？大尺寸背后的原因不仅限于半导体元件的尺寸。电线也有助于其庞大的结构。
什么是PCB?
PCB或印刷电路板，出现在大约一个世纪前，作为一种想法，以摆脱这些复杂的线路。
印刷电路板的电使用绘制的铜线连接电气元件用手或在电脑上设计使用不同的方法。它还为组件提供机械支持，并为层提供隔离。我们将在本文的后一部分详细讨论这一层的含义。
PCB使用非导电衬底作为两个或多个蚀刻和层压铜板之间的隔离。它们通常分为单层、双层和多层pcb。
你将从这篇文章中学到什么?
- 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
多氯联苯有不同的形式，在不同行业的不同电子产品中都有应用。分类是根据其应用、制造工艺和所用材料进行的。
PCB可分为以下类型：
- 单层PCB
- 双层印刷电路板
- 多层印刷电路板
- 刚性印刷电路板
- 柔性印刷电路板
- 铝背PCB
- Rigid-Flex PCB
在这些之外，文章讨论了多层pcb。
多层PCB
半导体元件与集成电路的集成正被广泛应用于小型设备中，以适应最大的功能。PCB的尺寸以及处理器的尺寸在使这些电子产品的每一个新型号都更薄方面起着至关重要的作用。然而，PCB尺寸的减小带来了一些负面影响，如Noise、信号串扰、阻抗失配等取决于两个因素：多层材料和高速信号轨道之间的布线间隙。
顾名思义，多层PCB由3层以上的双面铜组成。
想知道多层PCB是如何制作的吗?请查看下一节或继续阅读这篇文章，我们已经回答了您的疑问。
这些层由铜等导电材料制成，这些材料通过孔相互连接（技术名称–过孔）。PCB设计工程师根据应用决定层堆栈的数量，并为每个层堆栈分配信号（电源、接地、高速信号等）。
为了获得更高的致密性，层的数量会增加。通过这种方式，多人PCB有助于减少PCB板的整体尺寸。
阅读下一节，了解这些多层pcb是如何由工程师设计的。
如何设计多层PCB
设计单层或双层PCB很容易，任何爱好者都可以用少量的组件完成，这些组件在市场上很容易买到。一篇设计单层PCB的DIY文章很快就会面世。
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，要么是高价的授权工具，并在所选工具的规则部分创建许多预定义的规则。我们经常使用的一个好的PCB设计工具是奥腾设计者，使用方便。
设计PCB的首要要求是项目的电路布局。一旦它准备好了，使用PCB软件的符号库绘制原理图，在那里可以找到与它们的数据表中类似的引脚描述的组件。这张原理图让人很容易理解元件及其连接。
作为一个专业的PCB设计师，我有一些提示，将帮助你设计多层PCB有效。
- 始终尝试添加偶数个PCB层。由于这两层都带有信号，奇数层的价格段差异不大。您也很少能找到以更低价格生产奇数层的制造商。
- 选择合适的PCB厚度，记住PCB板上的重组件的数量。
例如，如果所有的元件都很轻，你可以考虑0.8厚度的PCB。多层PCB设计的厚度支持随厂商的不同而不同。然而，一些标准PCB厚度尺寸是0.8mm, 1mm, 1.2mm, 1.6mm。 - 根据设计要求选择PCB堆栈。PCB工程师完全根据电路设计选择接地和电源平面的方法。
- 与制造商进行有效沟通，了解PCB制造能力。
- 交叉检查与PCB设计的原理图连接和带有原理图符号的脚印。
市场上有大量的PCB制造商。影响PCB制造成本的众多因素之一是层数。因此，多层PCB的生产成本高于单层或双层PCB。随着我们向多板PCB添加更多层，这一成本增加。
多层PCB制造工艺
一旦设计过程完成，PCB准备生产。
这让我回到了那个时代，当时我设计了第一块多层PCB（4层），并把它送到了当地的一家制造厂。我像一个上学的孩子一样等待着结果。我很想知道设计结果会是怎样的！
所以，是的，PCB的制造阶段是整个过程中至关重要的一部分。这是你的设计得到物理形式的时候。
为了将PCB发送给制造商，您需要获得PCB的gerber文件。gerber文件是多层PCB的标准输出文件，内置于您为设计选择的任何软件中。
检查是否有最小轨迹宽度或最小铜间隙的问题，或最小孔尺寸标准是否匹配。如果您检测到任何此类问题，您可能必须编辑它以重新生成PCB。
制造过程包括用预浸料和介电材料层压内部不同的铜层。层压过程在高温下完成，非常关键，因为PCB孔需要匹配。在制造过程中，层布局的微小差异会导致PCB中的噪声甚至短路，因此，此过程需要以高精度完成。它还负责捕获任何气泡，以便PCB层与环氧化学品（工业胶水）紧密粘合在一起。层压过程中常用的材料有基本环氧玻璃、异国陶瓷和聚四氟乙烯材料。
下面给出的两张图片会让你更清楚地了解PCB的掩蔽层。掩蔽层可以是任何颜色，取决于PCB制造商的选择。绿色是大多数PCB板流行的颜色。
丝层被写在多层PCB板上的掩模层上。标记或指定元件以识别其在电路上的位置非常有用。它还用于将任何公司的“徽标”放在板上，IC pin识别标记，以及其他许多东西。
芯（将两层介质材料分开）和预浸料基本上具有相同的含义。与预浸料相比，芯具有高宽度。这两种材料都需要高温和高压才能在所需区域熔化和沉淀。层压工艺完成后，在多层PCB的两侧应用“掩蔽”层，防止我们接触铜线/迹线，从而导致相关组件ESD。它还提供抗氧化保护，并防止紧密放置的焊盘之间形成焊桥。
多层印制电路板制造商
我想列举一些最好的pcb制造商，他们有能力制造多层印刷电路板。
＃1下一步-是顶级的多层pcb制造商之一。他们有一个全球供应链，在世界各地送货。你可以使用他们的网页应用在线上传设计，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有热量计算在你的智能手环或智能手表感谢多层PCB设计，使它真正紧凑。
增加灵活性:多层PCB可以灵活，提高用户对最终产品的满意度。柔性电路板有很多应用，如智能手表和智能腕带。这真的很有帮助
噪声:射频设计包括433MHz至2.4GHz的天线、高频信号和高速信号（时钟信号），需要良好的接地屏蔽。但是，对于大多数基于射频的设计，板上具有大量组件的双层PCB无法提供良好的接地屏蔽。另一方面，多层PCB板允许用户放置单独的接地和电源平面，以便射频组件可以具有良好的接地屏蔽。另一个组件s具有较少的接地回路，从而产生较少的噪声或无噪声PCB板。
高质量：多层PCB采用高质量的材料制作和生产过程。因此，制作的PCB可以在高温条件下安全工作。
阻抗控制:一些通信协议，如USB、SPI，需要路由到具有轨道相对阻抗的轨道。例如，USB D+和D-线需要以90欧姆的阻抗对地进行控制，所有SPI网络的长度也需要匹配。要控制阻抗，单独定义的地面平面图多层PCB中的e非常有用。对于天线馈线，需要控制50欧姆的阻抗。这也可以通过多层PCB设计轻松实现。
易于设计:当电路空间有限，需要许多组件时，较低的层数增加了PCB设计的复杂性。使用多层，可以增加多层的数量，以简化设计过程，减少完成设计的工作量。
缺点
多层印刷电路板也有一些缺点。以下讨论了一些主要的缺点:
- 昂贵的制造:从设计到制造，多层PCB板在每一个步骤中都要处理比单层或双层设计更复杂的过程。因为它需要一个高度复杂和精确的制造过程，时间和劳动力的工作，以及机器的覆膜和环氧材料出来有点昂贵。准确地整合每一层是需要完成的最大任务。使用盲孔和埋孔也可能进一步增加成本。(盲孔和埋孔用于路由信号和暴露“通过”只通过选定的层)。
- 设计技巧：设计人员应具备足够的多层设计知识和思想，并对阻抗控制、接地屏蔽和良好的层堆叠设计有更好的想法。多层印刷电路板设计人员的费用比双面印刷电路板设计人员的费用要高。
- 测试和调试:增加的复杂性增加了测试多层设计的难度，因为用户不能切割轨道，如果轨道是在多层板内的任何一层，不像单层或双层PCB。
- 生产时间:多层PCB的制造过程是费时的，因为生产过程需要以正确的精度执行。
- 有限制造商：生产过程要求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可用。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具有广泛的应用前景。其中一些已列于下文:
消费电子产品
消费电子产品拥有多层PCB板的最大市场。
一些热门的可穿戴设备，如智能手环、智能手表、智能电视、“Amazon Alexa”、“谷歌home”等语音识别设备、智能家居产品等。当你正在阅读这篇文章时，你手中的智能手机也有一个精确设计和精确制造的多层PCB。
工业电子
几乎所有知名的电力或非电力公司的大规模生产工厂都有自动化的机器人机器进行批量生产。他们在机器中使用多层PCB板，使其紧凑，并在有限的尺寸中增加更多功能。
医疗电子设备
编程机器人为人类做手术的日子已经不远了，从心率监测到HCG监测，甚至是血压监测设备的数量都已经实现了自动化，这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
- 原子和核电站
- 导航系统
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