PCB八層板和“假八層板”有什么不同？

一站式PCBA智造廠家今天為大家講講PCB疊層當(dāng)中的“假八層”是什么意思呢?PCB設(shè)計(jì)中的“假八層”。大家在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候都是需要對(duì)我們的板子選擇疊層方案的，一個(gè)好的層疊方案能使我們的信號(hào)質(zhì)量變好，板子性能也會(huì)更穩(wěn)定等等，大家可能或多或少的接觸過(guò)多層板，也就是兩層往上的板子，那么大家在做六層板的時(shí)候是否有聽(tīng)過(guò)“假八層”的說(shuō)法，“假八層”是什么意思呢?他到底是六層還是八層呢?我們?cè)诟闱宄@個(gè)問(wèn)題之前需要先了解一下以下兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

一、PCB的疊層知識(shí)

我們的PCB板通常是有芯板，銅箔，半固化片(又稱PP片)以及阻焊油組成的。

芯板：由銅箔、固態(tài)樹(shù)脂材料和玻璃纖維組成，制作PCB的基礎(chǔ)材料，具有一定的硬度及厚度，并且兩個(gè)表層都有銅箔。

半固化片(PP片)：主要由樹(shù)脂和增強(qiáng)材料組成，增強(qiáng)材料又分為玻纖布、紙基、復(fù)合材料等幾種類型，而制作多層印制板所使用的半固化片(黏結(jié)片)大多是采用玻纖布做增強(qiáng)材料。

二、PCB的阻抗基礎(chǔ)知識(shí)

我們簡(jiǎn)單了解完我們的板子組成之后，下面還需要了解一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，那就是“阻抗”。隨著信號(hào)傳送速度迅猛的提高和高頻電路的廣泛應(yīng)用，對(duì)印刷電路板也提出了更高的要求。印刷電路板提供的電路性能必須能夠使信號(hào)在傳輸過(guò)程中不發(fā)生反射現(xiàn)象，信號(hào)保持完整，降低傳輸損耗，起到匹配阻抗的作用，這樣才能得到完整、可靠、精確、無(wú)干擾、噪音的傳輸信號(hào)。阻抗匹配在高頻設(shè)計(jì)中是很重要的，阻抗匹配與否關(guān)系到信號(hào)的質(zhì)量?jī)?yōu)劣 。而阻抗匹配的目的主要在于傳輸線上所有高頻的微波信號(hào)皆能到達(dá)負(fù)載點(diǎn)，不會(huì)有信號(hào)反射回源點(diǎn)。

通常影響我們阻抗的因素主要有板材，介電常數(shù)，銅厚，阻焊油，線寬等等，如果是差分線那么差分線之間的距離也會(huì)影響阻抗。一般介質(zhì)厚度，差分線之間的間距和阻抗成正比關(guān)系，銅厚，線寬和阻抗成反比關(guān)系，一般阻焊油刷上去也會(huì)減小我們的阻抗值。

三、我們知道這些知識(shí)之后就可以進(jìn)入主題了，什么是“假八層”：

上圖所示是一個(gè)1.6mm板厚六層板的疊層，他內(nèi)部有兩個(gè)芯板，一二層與五六層的pp片厚度為6.68mil，core厚度是9.84mil，芯板與芯板之間有三張pp片因此厚度達(dá)到了20.92mil，我們用此疊層設(shè)計(jì)PCB，如果我們板子上面有很多阻抗線的情況下這個(gè)時(shí)候我們經(jīng)過(guò)計(jì)算會(huì)發(fā)現(xiàn)表底層需要控50om單端的情況下線寬是11mil，100om差分其線寬線距為8.5mil/9mil，而內(nèi)層50om單端線寬達(dá)到了12.50mil，差分線寬線距為6.8mil/8mil，

這個(gè)線寬大小無(wú)疑增大了我們的設(shè)計(jì)難度，甚至很有可能設(shè)計(jì)不出來(lái)，所以我們可以通過(guò)更改疊層的方法實(shí)現(xiàn)降低線寬和滿足阻抗的要求，從上面介紹的阻抗知識(shí)當(dāng)中我們了解到介質(zhì)厚度和阻抗值成正比關(guān)系，所以我們?nèi)绻獪p小表層的線寬則可以通過(guò)減少表層與第二層之間的pp片數(shù)量以及選用更薄的pp片類型來(lái)減小介質(zhì)厚度，此時(shí)介質(zhì)厚度減小，阻抗值也會(huì)隨之小，那么這時(shí)可以減小線寬來(lái)達(dá)到我們的目標(biāo)阻抗值，由于疊層的對(duì)稱性所以底層也是通過(guò)此方法減小線寬。

第三層是參考第二層和第五層的，其中第三層離第二層GND平面比較近，第五層離第三層比較遠(yuǎn)，我們主要是參考第二層GND平面，受第二層的影響多一點(diǎn)，所以我們可以通過(guò)更改芯板的類型減小core的值，介質(zhì)厚度減小了，第三層的相同線寬的情況下阻抗值越小，那么我們要達(dá)到目標(biāo)阻抗值也是一樣減小線寬就可以了，這樣內(nèi)層也實(shí)現(xiàn)了減小線寬和滿足阻抗的要求了，第四層也是如此，但是這個(gè)時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，一二層和五六層之間的pp片都變薄了，芯板也變薄了，這個(gè)時(shí)候要達(dá)到目標(biāo)板厚就只能在芯板與芯板之間增加厚度了，我們可以增加pp片的數(shù)量來(lái)達(dá)到增厚的目的，但是我們不能一直增加pp片的數(shù)量，一般最多只能用三張pp片，數(shù)量過(guò)多的情況下在板子壓合的時(shí)候板子會(huì)出現(xiàn)滑片的風(fēng)險(xiǎn)，我們上面已經(jīng)介紹了芯板和pp片的組成 ，都含有樹(shù)脂和玻璃纖維，但是芯板的兩側(cè)有各有一塊銅箔，我們可以在芯板與芯板之間再加一塊“芯板”來(lái)滿足我們的板厚要求，但是這塊“芯板”我們是把兩側(cè)的銅箔是去掉的。新的疊層如下圖所示

(假八層)

這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)表底層的50om單端線寬是5.7mil，100om差分線寬線距為4.1mil/8.2mil，內(nèi)層50om阻抗單端線寬5.3mil，100om差分間距為4.1mil/8.2mil

這個(gè)線寬對(duì)常規(guī)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)一般都是可以滿足的，那么我們可以對(duì)比一下這兩個(gè)疊層，你會(huì)發(fā)現(xiàn)他們之間的差異就是core是變薄了，然后一二層和五六層的pp片也變薄了，芯板和芯板之間多了一個(gè)兩側(cè)不帶銅箔的芯板，那么一般這種疊層我們稱之為“假八層”。

四、了解完他們之間的不同后那么我們也可以總結(jié)一下他們之間的優(yōu)缺點(diǎn)：

1、在需要阻抗的情況下，我們采用假八層的設(shè)計(jì)可以減小我們的設(shè)計(jì)線寬，從而滿足我們的設(shè)計(jì)要求。

2、在六層板疊層第三層和第四層走線的情況下采用假八層的設(shè)計(jì)可以減小第三層和第四層之間的串?dāng)_，因?yàn)榈谌龑雍偷谒膶邮窍噜弻樱家呔€的話，兩層之間太薄的情況下會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_，影響信號(hào)質(zhì)量，所以我們假八層的設(shè)計(jì)加大了這兩者的距離，串?dāng)_會(huì)相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)比較小，但是我們也需要注意的是，有相鄰布線層的情況下，我們要采用”垂直布線”，即走線一層走水平的，另一層走垂直的。

3、由于材料的增加從而導(dǎo)致我們的成本也會(huì)相應(yīng)的提高，假八層是比六層貴的，但是比八層便宜。

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審核編輯：湯梓紅