為什麼多層PCB應用如此廣泛？

多層PCB定義為由三層或多層導電銅箔製成的PCB。它們看起來像多層雙面電路板，層壓並粘合在一起，它們之間有多層絕緣。整個結構的排列使得兩層放置在 PCB 的表面側以連接到環境。層與層之間的所有電氣連接均採用電鍍通孔、盲孔和埋孔等通孔。然後可以應用此方法來生成不同尺寸的高度複雜的 PCBS。

為什麼多層PCBS應用如此廣泛

多層PCBS應運而生，因應電子行業日新月異的變化。隨著時間的推移，電子設備的功能變得越來越複雜，需要更複雜的 PCBS。不幸的是，PCBS 受到噪聲、雜散電容和串擾等問題的限制，因此需要遵循某些設計約束。這些設計考慮使得單面甚至雙面PCBS難以獲得令人滿意的性能——因此多層PCBS誕生了。

將雙層 PCBS 的功能封裝到這種格式中只是尺寸的一小部分，多層 PCBS 在電子產品中越來越受歡迎。它們具有各種尺寸和厚度，以滿足其擴展應用的需求，變化範圍從 4 層到 12 層。層數通常是偶數，因為奇數層會導致電路中出現問題，例如翹曲，並且生產成本不高。大多數應用需要四到八層，但移動設備和智能手機等應用往往使用大約 12 層，而一些專業 PCB 製造商有能力生產接近 100 層。但是，具有多層的多層 PCBS 很少見，因為它們極具成本效益。

為什麼多層PCBS應用如此廣泛

雖然多層 PCBS 的生產成本更高且勞動密集型，但它們正在成為現代技術的重要組成部分。這主要是由於它們提供了許多好處，尤其是與單層和雙層品種相比時。

多層PCBS的好處

從技術角度來看，多層PCBS在設計上有幾個優勢。多層PCB的這些優點包括：

• 小尺寸：使用多層印刷電路板的最突出和廣受好評的好處之一是它們的尺寸。由於其分層設計，多層 PCBS 本身比具有類似功能的其他 PCBS 小。這為現代電子產品帶來了巨大的好處，因為當前的趨勢是更小、更緊湊但功能更強大的小工具，如智能手機、筆記本電腦、平板電腦和可穿戴設備。

• 輕量級結構：使用更小的 PCBS 以減輕重量，特別是因為消除了互連單層和雙層 PCBS 所需的多個連接器，而有利於多層設計。再一次，這在現代電子產品中發揮了作用，這些電子產品往往更具移動性。

• 高質量：由於在製造多層 PCBS 時必須進行大量工作和規劃，因此這些類型的 PCBS 往往優於單層和雙層 PCBS。因此，它們也更可靠。

• 提高耐用性：多層PCBS 由於其性質而往往使用壽命更長。這些多層 PCBS 不僅必須承受自身的重量，而且還必須能夠承受用於將它們粘合在一起的熱量和壓力。除了這些因素外，多層PCBS在電路層之間使用多層絕緣，將它們與預浸膠和保護材料結合起來。

• 增加靈活性：雖然這並不適用於所有多層 PCB 組件，但有些確實使用了靈活的構造技術，從而產生了靈活的多層 PCBS。這對於可以半規則地發生輕微彎曲和彎曲的應用來說可能是理想的。同樣，這不適用於所有多層 PCBS，添加到柔性 PCB 的層數越多，PCB 的柔性就越低。

• 更強大：多層PCBS 是極高密度的組件，可將多個層組合成一個單一的PCB。這些近距離使電路板的連接更加緊密，它們固有的電氣特性使它們能夠在較小的情況下實現更大的容量和速度。

• 單一連接點：多層PCBS 設計為作為一個單元使用，而不是與其他PCB 組件串聯使用。因此，它們具有單個連接點，而不是使用多個單層 PCBS 所需的多個連接。事實證明，這對電子產品設計也是有益的，因為它們只需要在最終產品中包含一個連接點。這對於旨在最小化尺寸和重量的小型電子產品和小工具特別有用。

這些優勢使多層 PCBS 可用於各種應用，尤其是移動設備和高性能電子產品。反過來，隨著許多行業轉向移動解決方案，多層 PCBS 正在越來越多的行業特定應用中找到一席之地。

為什麼多層PCBS應用如此廣泛

多層PCBS的缺點

多層PCB具有許多優點，適用於各種先進技術。然而，這些類型的 PCBS 並不適合所有應用。事實上，多層 PCBS 的一些缺點可能超過其優點，尤其是對於成本和復雜性較低的電子產品。這些缺點包括：

• 更高的成本：在製造過程的每個階段，多層 PCBS 都比單層和雙層 PCBS 昂貴得多。它們很難設計並且需要花費大量時間來解決任何潛在問題。它們還需要高度複雜的製造工藝來生產，這需要裝配工大量的時間和勞動力。此外，由於這些 PCBS 的性質，製造或組裝過程中出現的任何錯誤都極難返工，從而導致額外的人工成本或廢料費用。最重要的是，用於生產多層 PCBS 的設備非常昂貴，因為它仍然是一項相對較新的技術。由於所有這些原因，除非小尺寸對於應用程序來說是絕對必要的，否則更便宜的替代品可能是更好的選擇。

• 複雜的生產：多層PCBS 比其他PCB 類型更難生產，需要更多的設計時間和仔細的製造技術。這是因為即使 PCB 設計或製造中的小缺陷也可能使其無效。

• 可用性有限：多層PCBS 的最大問題之一是生產它們所需的機器。並非所有 PCB 製造商都擁有這種機器的必要條件，因此並非所有 PCB 製造商都攜帶它。這限制了可用於為客戶生產多層 PCBS 的 PCB 製造商數量。因此，在決定PCB製造商作為合同製造商之前，建議仔細詢問PCB製造商在多層PCBS方面的能力。

• 需要技術設計師：如前所述，多層PCBS 需要事先進行大量設計。如果沒有以前的經驗，這可能會有問題。多層板需要層間互連，但必須同時減少串擾和阻抗問題。設計中的一個問題可能會導致電路板無法正常工作。

• 生產時間：隨著複雜性的增加，製造要求也隨之增加。這在多層PCBS的周轉中起著關鍵作用——每塊板都需要大量的時間來生產，從而導致更多的人工成本。此外，它可能導致下訂單和接收產品之間的時間間隔更長，這在某些情況下可能會出現問題。

然而，這些問題並沒有從多層 PCBS 的實用程序中消失。雖然它們的成本往往高於單層 PCBS，但多層 PCBS 與此類印刷電路板相比具有許多優勢。

多層 PCBS 相對於單層替代品的優勢

多層 PCBS 相對於單層替代品的優勢變得更加明顯。多層 PCBS 提供的一些關鍵改進包括：

• 更高的組裝密度：雖然單層 PCBS 的密度受其表面積的限制，但多層 PCBS 的密度乘以分層。儘管 PCB 尺寸更小，但密度的增加可實現更強大的功能、容量和速度。

• 尺寸更小：總體而言，多層PCBS 比單層PCBS 小。單層PCBS必須通過增加尺寸來增加電路的表面積，而多層PCBS通過增加層數來增加表面積，從而減小整體尺寸。這允許在更小的設備中使用更高容量的多層 PCBS，而更高容量的單層 PCBS 必須安裝在更大的產品中。

• 重量更輕：多層PCBS 中的組件集成意味著對連接器和其他組件的需求更少，為複雜的電氣應用提供輕量級解決方案。多層PCBS可以完成與多個單層PCBS相同的工作量，但體積更小，連接的元件更少，重量更輕。對於需要考慮重量的小型電子設備來說，這是一個重要的考慮因素。

• 增強的設計特性：總體而言，多層PCBS 的性能優於一般的單層PCBS。通過結合更可控的阻抗特性、更高的 EMI 屏蔽和整體改進的設計質量，多層 PCBS 可以實現更多，儘管更小、更輕。

為什麼多層PCBS應用如此廣泛

那麼，在決定多層和單層結構時，這些因素意味著什麼？從本質上講，如果您想生產質量至關重要的小型、輕便和復雜的設備，多層 PCBS 可能是您的最佳選擇。然而，如果尺寸和重量不是產品設計的主要因素，單層或雙層 PCB 設計可能更具成本效益。