多層PCB（印刷電路板）的設(shè)計可能非常復雜。設(shè)計甚至需要使用兩層以上的事實意味著，所需數(shù)量的電路將無法僅在頂部和底部表面上安裝。即使在電路確實適合兩個外部層的情況下，PCB設(shè)計人員也可以決定在內(nèi)部添加電源和接地層，以糾正性能缺陷。

從熱問題到復雜的EMI（電磁干擾）或ESD（靜電放電）問題，有許多不同的因素可能導致電路性能達不到最佳狀態(tài)，需要加以解決并消除這些問題。但是，盡管作為設(shè)計師，您的首要任務(wù)是糾正電氣問題，但同樣重要的是不要忽視電路板的物理配置。電氣上完好無損的板可能仍會彎曲或扭曲，從而使組裝變得困難甚至無法進行。幸運的是，在設(shè)計周期中對PCB物理配置的關(guān)注將最大程度減少以后的組裝麻煩。層到層的平衡是機械穩(wěn)固的電路板的關(guān)鍵方面之一。

平衡的PCB疊放

平衡堆疊是其中印刷電路板的層表面和橫截面結(jié)構(gòu)都合理對稱的堆疊。目的是消除在生產(chǎn)過程中承受應(yīng)力時可能變形的區(qū)域，尤其是在層壓階段。當電路板變形時，很難使其平整放置以進行組裝。對于將在自動表面貼裝和放置線上組裝的電路板尤其如此。在極端情況下，變形甚至會妨礙將組裝好的PCBA（印刷電路板組件）安裝到最終產(chǎn)品中。

IPC的檢查標準應(yīng)防止彎曲最嚴重的板子到達您的設(shè)備。盡管如此，如果PCB制造商的工藝并沒有完全失控，那么大多數(shù)彎曲的根本原因仍與設(shè)計有關(guān)。因此，建議您在下第一份原型訂單之前，徹底檢查PCB布局并進行必要的調(diào)整。這樣做可以防止不良的產(chǎn)量。

電路板截面

一個與設(shè)計相關(guān)的常見原因是，印刷電路板將無法完成可接受的平整度，這是因為其橫截面結(jié)構(gòu)關(guān)于其中心不對稱。例如，如果一個8層設(shè)計使用4個信號層或中心上方的銅覆蓋相對較輕的局部平面以及下面4個相對實心的平面，則堆疊的一側(cè)相對于另一側(cè)所施加的應(yīng)力可能會導致蝕刻后，通過加熱和加壓層壓材料時，整個疊層會變形。

因此，優(yōu)良的做法是設(shè)計疊層，以使銅層的類型（平面或信號）相對于中心鏡像。在下圖中，頂層和底層類型匹配，L2-L7，L3-L6和L4-L5匹配。大概在所有信號層上的銅覆蓋率是可比的，而平面層主要由固體澆注的銅組成。如果這樣的話，那么該電路板就有一個很好的機會來完成平坦，平坦的表面，這對于自動化組裝是非常理想的。

PCB介電層厚度

平衡整個堆棧的介電層厚度也是一種好習慣。理想地，每個電介質(zhì)層的厚度應(yīng)該以與層類型被鏡像的方式相似的方式被鏡像。

當厚度不同時，可能難以獲得易于制造的材料組。有時由于諸如天線走線之類的功能可能會導致非對稱堆疊是不可避免的，因為天線走線與其參考平面之間可能需要非常大的距離，但請確保在繼續(xù)前進之前先探究并用盡所有其他選擇。當需要不均勻的電介質(zhì)間隔時，大多數(shù)制造商會要求放松或完全放棄弓和扭曲公差，如果他們無法放棄，甚至可能放棄工作。他們不想讓自己以低產(chǎn)量重建幾個昂貴的批次，然后才最終獲得足夠的合格單位來滿足原始訂單數(shù)量。

PCB厚度問題

弓和扭曲是最常見的質(zhì)量問題當您的堆疊不平衡時，還有另一種情況有時會在最終檢查時引起爭議–電路板上不同位置的整體PCB厚度會發(fā)生變化。這種情況是由看似較小的設(shè)計疏忽引起的，并且相對不常見，但是如果您的布局在同一位置的多個層上始終存在不均勻的銅覆蓋，則可能會發(fā)生這種情況。它通常在使用至少2盎司銅和相對較高層數(shù)的板上看到。發(fā)生的情況是，板上的一個區(qū)域有大量的倒銅區(qū)域，而另一部分則相對沒有銅。將這些層層壓在一起時，含銅的一面向下壓至一個厚度，而不含銅或無銅的一面則壓薄。

大多數(shù)使用半盎司或1盎司銅的電路板不會受到太大影響，但是銅越重，厚度損失就越明顯。例如，如果您有8層3盎司銅，則銅覆蓋率較輕的區(qū)域很容易跌落到總厚度公差以下。為防止這種情況發(fā)生，請確保將銅均勻地倒入整個層表面。如果出于電氣或重量方面的考慮，這不切實際，則至少在輕銅層上增加一些鍍通孔，并確保在每層上都包括用于孔的焊盤。這些孔/墊結(jié)構(gòu)將在Y軸上提供機械支撐，從而減少厚度損失。

犧牲成功

即使在設(shè)計和布局多層PCB時都必須同時注意電氣性能和物理結(jié)構(gòu)，即使您需要在這兩個方面稍作妥協(xié)才能實現(xiàn)既實用又可制造的整體設(shè)計。在權(quán)衡各種選擇時，請記住，如果由于弓形和扭曲形式的變形而很難或不可能填充零件，那么具有完美電氣特性的設(shè)計就沒有多大用處。平衡堆疊，并注意各個層上的銅分布。這些步驟增加了最終獲得易于組裝和安裝的電路板的可能性。