什么是 多层PCB?

多层PCB定义为由三层或多层导电铜箔制成的PCB。 它们看起来像多层双面电路板，层压并粘合在一起，它们之间有多层绝缘。 整个结构的排列使得两层放置在 PCB 的表面侧以连接到环境。 层与层之间的所有电气连接均采用电镀通孔、盲孔和埋孔等通孔。 然后可以应用此方法来生成不同尺寸的高度复杂的 PCBS。

为什么多层PCBS应用如此广泛

多层PCBS应运而生，因应电子行业日新月异的变化。 随着时间的推移，电子设备的功能变得越来越复杂，需要更复杂的 PCBS。 不幸的是，PCBS 受到噪声、杂散电容和串扰等问题的限制，因此需要遵循某些设计约束。 这些设计考虑使得单面甚至双面PCBS难以获得令人满意的性能——因此多层PCBS诞生了。

将双层 PCBS 的功能封装到这种格式中只是尺寸的一小部分，多层 PCBS 在电子产品中越来越受欢迎。 它们具有各种尺寸和厚度，以满足其扩展应用的需求，变化范围从 4 层到 12 层。 层数通常是偶数，因为奇数层会导致电路出现问题，例如翘曲，并且生产成本不高。 Most applications require four to eight layers, but applications such as mobile devices and smartphones tend to use around 12 layers, while some specialist PCB manufacturers have the capacity to produce close to 100 layers. 但是，具有多层的多层 PCBS 很少见，因为它们极具成本效益。

为什么多层PCBS应用如此广泛

虽然多层 PCBS 的生产成本更高且劳动密集型，但它们正在成为现代技术的重要组成部分。 这主要是由于它们提供了许多好处，尤其是与单层和双层品种相比时。

多层PCBS的好处

从技术角度来看，多层PCBS在设计上有几个优势。 多层PCB的这些优点包括：

• 小尺寸：使用多层印刷电路板的最突出和广受好评的好处之一是它们的尺寸。 由于其分层设计，多层 PCBS 本身比具有类似功能的其他 PCBS 小。 这为现代电子产品带来了巨大的好处，因为当前的趋势是更小、更紧凑但功能更强大的小工具，如智能手机、笔记本电脑、平板电脑和可穿戴设备。

• 轻量级结构：使用更小的 PCBS 以减轻重量，特别是因为消除了互连单层和双层 PCBS 所需的多个连接器，转而采用多层设计。 再一次，这在现代电子产品中发挥了作用，这些电子产品往往更具移动性。

• 高质量：由于在制造多层 PCBS 时必须进行大量工作和规划，因此这些类型的 PCBS 往往优于单层和双层 PCBS。 因此，它们也更可靠。

• 提高耐用性：多层PCBS 由于其性质而往往使用寿命更长。 这些多层 PCBS 不仅必须承受自身的重量，而且还必须能够承受用于将它们粘合在一起的热量和压力。 除了这些因素，多层PCBS在电路层之间使用多层绝缘，将它们与预浸胶和保护材料结合起来。

• 增加灵活性：虽然这不适用于所有多层 PCB 组件，但有些确实使用了灵活的构造技术，从而产生了灵活的多层 PCBS。 这对于可以半规则地发生轻微弯曲和弯曲的应用来说可能是理想的。 同样，这不适用于所有多层 PCBS，添加到柔性 PCB 的层数越多，PCB 的柔性就越低。

• 更强大：多层PCBS 是极高密度的组件，可将多个层组合成一个单一的PCB。 这些近距离使电路板的连接更加紧密，它们固有的电气特性使它们能够在较小的情况下实现更大的容量和速度。

• 单一连接点：多层PCBS 设计为作为一个单元使用，而不是与其他PCB 组件串联使用。 因此，它们具有单个连接点，而不是使用多个单层 PCBS 所需的多个连接。 事实证明，这对电子产品设计也是有益的，因为它们只需要在最终产品中包含一个连接点。 这对于旨在最小化尺寸和重量的小型电子产品和小工具特别有用。

These advantages make multilayer PCBS useful in a variety of applications, especially mobile devices and high-function electronics. 反过来，随着许多行业转向移动解决方案，多层 PCBS 正在越来越多的行业特定应用中找到一席之地。

为什么多层PCBS应用如此广泛

多层PCBS的缺点

多层PCB具有许多优点，适用于各种先进技术。 然而，这些类型的 PCBS 并不适合所有应用。 事实上，多层 PCBS 的一些缺点可能超过其优点，尤其是对于成本和复杂性较低的电子产品。 这些缺点包括：

• 更高的成本：在制造过程的每个阶段，多层 PCBS 都比单层和双层 PCBS 昂贵得多。 它们很难设计并且需要花费大量时间来解决任何潜在问题。 它们还需要高度复杂的制造工艺来生产，这需要装配工大量的时间和劳动力。 此外，由于这些 PCBS 的性质，制造或组装过程中出现的任何错误都极难返工，从而导致额外的人工成本或废料费用。 最重要的是，用于生产多层 PCBS 的设备非常昂贵，因为它仍然是一项相对较新的技术。 由于所有这些原因，除非小尺寸对于应用程序来说是绝对必要的，否则更便宜的替代品可能是更好的选择。

• 复杂的生产：多层PCBS 比其他PCB 类型更难生产，需要更多的设计时间和仔细的制造技术。 这是因为即使 PCB 设计或制造中的小缺陷也可能使其无效。

• 可用性有限：多层PCBS 的最大问题之一是生产它们所需的机器。 并非所有 PCB 制造商都拥有这种机器的必要性或必要性，因此并非所有 PCB 制造商都携带它。 这限制了可用于为客户生产多层 PCBS 的 PCB 制造商数量。 因此，在决定PCB制造商作为合同制造商之前，建议仔细询问PCB制造商在多层PCBS方面的能力。

• 需要技术设计师：如前所述，多层PCBS 需要事先进行大量设计。 如果没有以前的经验，这可能会有问题。 多层板需要层间互连，但必须同时减少串扰和阻抗问题。设计中的一个问题可能会导致电路板无法正常工作。

• 生产时间：随着复杂性的增加，制造要求也随之增加。 这在多层PCBS的周转中起着关键作用——每块板都需要大量的时间来生产，导致更多的人工成本。 此外，它可能导致下订单和接收产品之间的时间间隔更长，这在某些情况下可能会出现问题。

然而，这些问题并没有从多层 PCBS 的实用程序中消失。 虽然它们的成本往往高于单层 PCBS，但多层 PCBS 与此类印刷电路板相比具有许多优势。

多层 PCBS 相对于单层替代品的优势

多层 PCBS 相对于单层替代品的优势变得更加明显。 多层 PCBS 提供的一些关键改进包括：

• 更高的组装密度：虽然单层 PCBS 的密度受其表面积的限制，但多层 PCBS 的密度乘以分层。 尽管 PCB 尺寸更小，但密度的增加可实现更强大的功能、容量和速度。

• 尺寸更小：总体而言，多层PCBS 比单层PCBS 小。 单层PCBS必须通过增加尺寸来增加电路的表面积，而多层PCBS通过增加层数来增加表面积，从而减小整体尺寸。 这允许在更小的设备中使用更高容量的多层 PCBS，而更高容量的单层 PCBS 必须安装在更大的产品中。

• 重量更轻：多层PCBS 中的组件集成意味着对连接器和其他组件的需求更少，为复杂的电气应用提供轻量级解决方案。 多层PCBS可以完成与多个单层PCBS相同的工作量，但体积更小，连接的元件更少，重量更轻。 对于需要考虑重量的小型电子设备来说，这是一个重要的考虑因素。

• 增强的设计特性：总体而言，多层PCBS 的性能优于一般的单层PCBS。 通过结合更可控的阻抗特性、更高的 EMI 屏蔽和整体改进的设计质量，多层 PCBS 可以实现更多，尽管更小、更轻。

为什么多层PCBS应用如此广泛

那么，在决定多层和单层结构时，这些因素意味着什么？ 从本质上讲，如果您想生产质量至关重要的小型、轻便和复杂的设备，多层 PCBS 可能是您的最佳选择。 但是，如果尺寸和重量不是产品设计的主要因素，单层或双层 PCB 设计可能更具成本效益。