怎么确定PCB层数？PCB层数多好还是少好？一文教你选择PCB层数

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   今天主要是解决问题：PCB层数多好还是少好？怎么选择PCB层数？

一、 PCB层数是什么意思？

   PCB的层就是指铜层，PCB是由铜层+基材压合而成，除了单面板是一层铜，双面以上的板都是双数层。元器件是焊接在最外层上的，其他层起到导线连接作用，不过现在也有些高端PCB会把元器件埋在PCB内层里面。

   PCB 用于制造不同行业的各种电子设备和机械，例如消费、汽车、电信、航空航天、军事和医疗行业。特定板的层数和尺寸决定了 PCB 的功率和容量。随着层数    的增加，功能也会增加。

PCB实物图

二、怎么确定PCB层数？

   当你考虑怎么选择PCB的层数时，你就需要考虑，多层相比于单层/双层的好处在哪？相反，你也要思考单层相比于双层/多层的好处在哪？具体可以从以下5个方面考虑：

1、PCB用于哪里？

   在考虑PCB板的需求时，需要考虑PCB将于的机器和设备，同时还要确定这些机器/设备对电路板电路的要求。是用于高科技、复杂的电子产品还是功能较少的简单产品？

PCB实物图

2、PCB 需要什么工作频率?

   这里需要考虑到工作频率的问题。因为工作频率的参数决定了PCB的功能和容量。对于更高的速度和操作能力，多层PCB是必不可少的。

3、项目预算是多少？

   其他需要考虑的因素是单层和双层PCB与多层PCB的制造成本。如果你想要容量尽可能高的PCB，那需要支付的费用肯定会相对高一点。

   有人问：PCB层数和价格的关系，通常来说层数越高，价格也会越高。因为多层PCB的设计和制造会更长，成本也会更高，下面列举3个制造商的多层PCB平均成本：

   图表的成本标准如下：

• PCB 订购数量：100；
• 印刷电路板尺寸：400 毫米 x 200 毫米；
• 级别数：2、4、6、8、10。

   下图了显示了3个制造商的PCB的平均价格，这里不包括运费。这里可以用PCB报价网站，可以帮助评估PCB的成本，还可以选择不同的参数。例如导体类型、尺寸、数量、层数等。

   该图显示了三个不同公司的 PCB 的平均价格，但不应将其视为绝对值，而应了解价格如何根据级别数增加。显然，运费不包括在计算中。在线有有效的计算器，由制造商自己生产，可帮助客户评估其印刷电路的成本，选择不同的参数，例如导体类型、尺寸、数量、层数、绝缘材料、厚度等等。

不同层数PCB的平均成本图

4、PCB交货时间要求多久？

   交货时间，是制造单层/双层/多层PCB板所需要的时间，当你需要大量制造PCB板，就需要考虑到交货的时间。单层/双层/多层PCB板的交货时间也不一样，具体也取决于PCB板面积的大小。当然如果你愿意花更多的钱，那交货时间可能也会缩短。

5、PCB 需要什么密度和信号层？

   PCB层数也取决于引脚密度和信号层，例如：1.0 的引脚密度需要 2 个信号层，并且随着引脚密度的下降，所需的层数会增加。如果引脚密度为 0.2 或更小，需要至少 10 层的 PCB。

PCB层数和引脚密度参考图

三、PCB层数-单层/双层/多层的优点

1、单层PCB

   单层 PCB 的构造很简单，单层 PCB 由一层层压和焊接的电介质导电材料层组成。首先用铜层压板覆盖，然后用阻焊层覆盖。单层 PCB 的插图通常会显示三个颜色条带来表示该层及其两个覆盖层 - 灰色表示介电层本身，棕色表示铜层压板，绿色表示阻焊层。

单层PCB

优点

• 制造成本低。尤其是对于消费类设备的生产，成本效益比较高
• 组件的钻孔、焊接和安装都比较简单，不太可能造成生产问题。
• 经济实惠且便于大规模生产数量。
• 低密度设计的理想选择。

应用：

• 计算器，最基本的计算器使用单层 PCB。
• 收音机，例如一般用品商店的低价收音机闹钟，通常使用单层PCB。
• 咖啡机，咖啡机通常使用单层 PCB。
• 家用电器，一些家用电器，就使用单层PCB。

2、双层PCB

   2层PCB两面镀铜，中间有绝缘层，在板的两面都有元器件，这就是为什么它也被称为双面PCB。它们是通过将两层铜连接在一起制造的，中间有介电材料，每侧的铜可以传输不同的电信号，适用于需要高速和紧凑封装的应用。

   电信号在两层铜之间路由，它们之间的介电材料有助于防止这些信号相互阻碍。2 层 PCB 是最常见的，也是制造起来最经济的电路板。

双层PCB

   两层 PCB 很像一层 PCB，但具有倒置的镜像下半部分。使用两层PCB，介电层比单层厚。此外，电介质在顶面和底面都层压有铜。此外，层压板的顶部和底部都覆盖有阻焊层。

   两层 PCB 的插图通常看起来像一个三层夹层，中间有一层厚厚的灰色层代表电介质，上下两层棕色条代表铜，顶部和底部的绿色细条代表阻焊层。

优点：

• 设计的灵活性使其适用于各种设备。
• 低成本的结构，这使得方便大批量生产。
• 设计简单
• 体积小，适合各种设备

设计阶段的双层（又名双面）PCB。迹线在顶部（红色）和底部（蓝色）上布线

应用：

   两层 PCB 适用于各种简单和更复杂的电子设备。包含两层 PCB 的大规模制造设备的示例包括：

• HVAC 装置，各种品牌的住宅供暖和制冷系统都包含双层印刷电路板。
• 放大器，两层 PCB 配备了众多音乐家使用的放大器单元。
• 打印机，各种计算机外围设备依赖于两层 PCB。

4、四层PCB

   4层 PCB 是具有四个导电层的印刷电路板：顶层、两个内层和底层。两个内层都是核心，通常用作电源或地平面，而顶层和底层外层用于放置元件和路由信号。

   外层通常覆盖有带有裸露焊盘的阻焊层，以提供放置点来连接表面贴装器件和通孔元件。通孔通常用于提供四层之间的连接，当它们层压在一起时形成一块板。

   以下是这些层的细分：

第一层：底层，通常由铜制成。它作为整个电路板的基础，为其他层提供支持。

第二层：电源层。之所以这样命名，是因为它为电路板上的所有组件提供了干净稳定的电源。

第三层：地平面层，充当电路板上所有组件的接地源。

第四层：顶层用于路由信号并为组件提供连接点。

   这是标准 4 层 PCB 叠层的布置，但可以根据设计规范和信号最多的层进行切换。

标准4层PCB叠层

   在 4 层 PCB 设计中，4 条铜带在内部被 3 层内部电介质分开，并通过阻焊层在顶部和底部进行密封。通常，4 层 PCB 设计规则用 9 个条带和 3 种颜色来说明 - 棕色用于铜，灰色用于核心和预浸料，绿色用于阻焊层。

优点：

• 耐用性 - 四层 PCB 比一层和两层板更坚固。
• 紧凑的尺寸- 四层 PCB 的小型设计可以适合各种设备。
• 灵活性-四层PCB 可以在多种类型的电子设备中工作，包括简单和复杂的。
• 安全- 通过正确对齐电源层和接地层，四层 PCB 可以屏蔽电磁干扰。
• 轻量级- 配备四层 PCB 的设备对内部布线的需求较少，因此通常重量较轻。

应用：

• 卫星系统- 多级 PCB 已配备在轨道上的卫星/
• 手持设备- 手机和平板电脑通常配备四层 PCB。
• 太空探测设备-多层印刷电路板为太空探索设备提供动力。

5、六层

   6 层 PCB本质上是一个 4 层板，在平面之间添加了 2 个额外的信号层。6 层 PCB 标准叠层包括 4 个布线层（两个外层和两个内层）和 2 个内部平面（一个用于接地，另一个用于电源）。

   为高速信号提供 2 个内部层和为低速信号提供 2 个外部层来显着放大 EMI（电磁干扰）。EMI 是通过辐射或感应破坏电子设备中信号的能量。

PCB6层板

   6 层 PCB 叠层有多种排列方式，但使用的电源、信号和接地层的数量取决于应用要求。

   标准的 6 层 PCB 叠层包括顶层 - 预浸料 - 内部接地层 - 核心 - 内部布线层 - 预浸料 - 内部布线层 - 核心 - 内部电源层 - 预浸料 - 底层。

   虽然是标准配置，但这种排列并不适合所有 PCB 设计，因此可能需要重新调整层位置或拥有更多特定层。然而，放置时必须考虑布线效率和串扰最小化。

PCB

优点：

• 强度- 六层 PCB 比其更薄层的前辈更厚，因此更坚固。
• 紧凑性——这种厚度的板具有六层，具有更大的技术能力，因此可以消耗更少的宽度。
• 高容量——六层或更多层的PCB​ 为电子设备提供最佳功率，并大大降低了串扰和电磁干扰的可能性。

应用：

• 计算机- 6 层 PCB 帮助推动了个人计算机的快速发展，这些计算机变得更紧凑、更轻、更快。
• 数据存储——六层PCB 的高容量使数据存储设备在过去十年中变得越来越丰富。
• 火灾报警系统- 使用6 层或更多的电路板，报警系统在发现真正危险的那一刻变得更加精确。

6、复杂的多层 PCB

   随着多层印刷电路板的层数增加，超过第四层和第六层，更多的导电铜层和介电材料层被添加到叠层中。

   例如，一个八层 PCB 包含四个平面和四个信号铜层 - 总共八个 - 由七行电介质材料连接在一起。八层叠层在顶部和底部用电介质阻焊层密封。基本上，八层 PCB 叠层很像六层，但增加了一对铜和预浸料柱。

   10 层 PCB 的趋势仍在继续，它增加了两层铜，总共有六个信号层和四个平面铜层 - 总共 10 个。在 10 层 PCB 叠层中粘合铜的是九列介电材料 - 五列预浸料和四芯。十层 PCB 叠层与所有其他叠层一样采用顶部和底部的介电阻焊层进行密封。

   当到达 12 层 PCB 叠层时，电路板有 4 个平面和 8 个信号导电层，由 6 个信号和 5 个电介质材料芯柱粘合。12 层 PCB 叠层采用电介质阻焊层密封。一般来说，多层 PCB 插图用以下颜色描绘层和键合材料 - 棕色表示信号/平面铜，灰色表示预浸料/核心介电材料，绿色表示顶部/底部阻焊层。

   以上就是关于PCB层数的一些知识，希望大家多多支持我们EMA。