PCBのバランスの取れたスタック設計を理解しよう

PCB 設計エンジニアは、奇数番号のプリント回路基板 (PCB) を設計する場合があります。 ケーブル配線に追加のレイヤーが必要ない場合、なぜそれを使用するのですか? 層を減らすと基板が薄くならないのですか？ 回路基板が 1 層少なくなれば、コストが安くなるのではありませんか? ただし、レイヤーを追加することでコストが削減される場合もあります。

回路基板には、コア構造とフォイル構造の 2 つの異なる構造があります。

コア構造では、回路基板のすべての導電層がコア材料の上に置かれます。 箔構造では、回路基板の内部導電層のみがコア材料に適用され、外部導電層は箔誘電体プレートに適用されます。 すべての導電層は、誘電体を介して多層積層プロセスによって結合されます。

核物質は PCB 工場の両面箔です。 各コアには 2 つの側面があるため、最大限に活用すると、PCB の導電層の数は偶数になります。 片面にホイルを、もう片面に核構造を使用しないのはなぜですか? 主な理由は、PCB のコストと PCB の曲がりです。

偶数層基板のコストメリット

媒体とホイルの層が 1 つ少ないため、奇数 PCB の原材料のコストは、偶数 PCB の原材料のコストよりもわずかに低くなります。 ただし、奇数 PCB の処理コストは、偶数 PCB の処理コストよりも大幅に高くなります。 内層の処理コストは同じです。 しかしながら、フォイル／コア構造は、外層の加工コストを明らかに増加させる。

非標準積層コア層ボンディング プロセスは、奇数層のコア構造 PCB プロセスに追加されます。 コア構造と比較して、コア構造の外側に箔を追加する工場の生産効率は低下します。 ラミネートと接着の前に、外側のコアに追加のプロセス処理が必要です。これにより、外側の層に傷がついたり、不適切にエッチングされたりするリスクが高まります。

曲がりにくいバランス構造

奇数層のない PCB を設計する一番の理由は、奇数層は曲がりやすいからです。 多層回路ボンディング プロセス後に PCB を冷却すると、コア構造とフォイル構造のラミネート張力が異なるため、冷却時に PCB が曲がります。 PCB の厚さが増加すると、2 つの異なる構造を持つ複合 PCB が曲がるリスクが大きくなります。 PCB の曲がりをなくす鍵は、バランスの取れたスタッキングを使用することです。 曲がったPCBは仕様要件をある程度満たしていますが、その後の処理効率が低下し、コストが増加します。 組み立てには特殊な設備や工程が必要なため、部品の配置精度が低下し、品質が損なわれます。

均一な PCB を使用

奇数の PCB レイヤーがある場合、次の方法を使用して、バランスの取れたスタッキングを達成し、PCB 製造コストを削減し、PCB の曲げを回避できます。 以下の方法を優先順に並べます。

1.信号層の1層と使用。 この方法は、PCB の電源層が偶数で、信号層が奇数の場合に使用できます。 レイヤーを追加してもコストは増加しませんが、納期を短縮し、PCB の品質を向上させることができます。

2. 電源層を追加します。 この方法は、設計 PCB の電源層が奇数で、信号層が偶数である場合に使用できます。 簡単な方法は、他の設定を変更せずにスタックの中間にレイヤーを追加することです。 最初に PCB 層の奇数に従って配線し、次に中間の層をコピーし、残りの層をマークします。 これは厚膜箔の電気的特性と同じです。

3. PCB スタックの中央近くに空白の信号層を追加します。 この方法により、スタックの不均衡が最小限に抑えられ、PCB の品質が向上します。 まず、層数の奇数に従って配線し、次に空白の信号層を追加して、残りの層をマークします。 マイクロ波回路や混合媒体回路（媒体の誘電率が異なる）で使用されます。

バランスの取れたラミネート基板の利点：低コスト、曲げにくい、納期の短縮、品質の確保。