多層電路板設計需要考慮的因素

多層電路板的設計性能與單層板或雙層板相似。 注意電路的合理布局，并考慮內層容量、絕緣電阻、耐焊性、產品安全等因素。 以下內容主要從電氣因素和機械因素兩個方面闡述多層板設計中應考慮的重要因素。

一、機械設計因素

機械設計包括選擇合適的板材厚度、板材疊片、板材尺寸、內銅筒、長寬比等。

1、板厚

多基板的厚度由多種因素決定，如信號層數、電源板的數量和厚度、高質量鉆孔和電鍍所需的孔徑和厚度的長寬比、元件的長度等。 自動插入所需的引腳以及所使用的連接類型。 整個電路板的厚度由板兩側的導電層、銅層、基板厚度和半固化片厚度組成。 在復合多層基板上很難獲得嚴格的公差，大約10%的公差標準被認為是合理的。

2. 板材的層壓

為了最大限度地減少板材變形的可能性并獲得平整的成品板材，多基板的分層應是對稱的。 即銅層數為偶數，并保證銅的厚度與片層的銅箔圖案密度對稱。 一般來說，用于層壓的建筑材料（例如玻璃纖維布）的徑向方向應平行于層壓板的邊緣。 由于貼合后層壓板沿徑向收縮，電路板的布局會發生扭曲，呈現出可變性和低空間穩定性。 然而，通過改進設計可以最大限度地減少多層基板的翹曲和變形。 通過銅箔在全層的平均分布并保證多個基板的結構對稱性，即保證半固化片材料的分布和厚度相同，可以達到減少翹曲和扭曲的目的。 銅和壓延層應從多層基板的中心層到最外兩層。 兩個銅層之間指定的最小距離（電介質厚度）為 0.080mm。 根據經驗可知，兩個銅層之間的最小距離，即鍵合后半固化片的最小厚度必須至少是嵌入銅層厚度的兩倍。 換句話說，如果相鄰兩層銅層的每層厚度為30μm。 預浸料的厚度應至少為2（2×30μm）=120μm。這可以通過使用兩層預浸料（玻璃纖維）來實現。

3. 板材尺寸

電路板尺寸應根據應用要求、系統盒尺寸、電路板制造商的限制和制造能力進行優化。 大型電路板具有許多優點，例如更少的基板和許多元件之間的更短的電路路徑，從而可以實現更高的運行速度。 此外，每塊板可以有更多的輸入和輸出連接。 因此，在許多應用中應首選大型電路板。 例如，在個人計算機中，可以看到大型主板。 然而，在大板上設計信號線布局很困難，這需要更多的信號層或內部布線或空間，并且熱處理也很困難。 因此，設計者必須考慮各種因素，例如標準板的尺寸、制造設備的尺寸以及制造工藝的限制。 1PC-D-322 提供了一些選擇標準 PCB 尺寸的指南。

4.內層銅箔

最常用的銅箔是 1 盎司（每平方英尺表面積 1 盎司）。 但對于致密板來說，厚度極其重要，需要嚴格的阻抗控制。 需要用到這樣的板子。

0.50z銅箔。 電源層和地平面最好選擇2oz或更重的銅箔。 然而，銅箔的重刻蝕會降低可控性，并且不容易達到所需的線寬和間距公差圖案。 因此需要特殊的加工技術。

5. 洞

根據元件的引腳直徑或對角線尺寸，電鍍通孔的直徑通常保持在0.028-0.010英寸之間，這樣可以保證足夠的體積，以便更好的焊接。

6. 縱橫比

“縱橫比”是板的厚度與鉆孔直徑的比率。 人們普遍認為 3:1 是標準縱橫比，但也常用 5:1 等高度縱橫比。 深寬比可以通過鉆孔、去除膠渣、或者回蝕、電鍍等因素來確定。 當深寬比保持在生產范圍內時，過孔應盡可能小。

二、電氣設計因素

多基板是一種高性能、高速度的系統。 對于更高的頻率，信號的上升時間會縮短，因此信號反射和線路長度的控制變得至關重要。 在多基板系統中，對電子元件的可控阻抗性能的要求非常嚴格，設計時應滿足上述要求。 決定阻抗的因素有基材和半固化片的介電常數、同層導線間距、層間介質厚度和銅導體厚度。 在高速應用中，多基板中導體的層疊順序和信號網絡的連接順序也至關重要。 介電常數：基板材料的介電常數是決定阻抗、傳播延遲和電容的重要因素。 使用環氧玻璃的基板和半固化片的介電常數可以通過改變樹脂含量的百分比來控制。具有相對低介電常數的半固化片。