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偶數(shù)層PCB板為何在PCB多層板中“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”?

2022-12-01 10:34

  大家都知道,不管是線上還是線下,只有訂單足夠大或者客戶愿意付出足夠多的金錢,PCB代工廠才愿意接奇數(shù)層的板子,否則,一般不接。

  Why?

  這里頭具體原因很復(fù)雜,但核心問題主要還是三點(diǎn):成本、時間、品質(zhì)。

1、成本

  首先,奇數(shù)層PCB需要在核結(jié)構(gòu)工藝的基礎(chǔ)上增加非標(biāo)準(zhǔn)的層疊核層粘合工藝,因此,奇數(shù)層PCB的加工成本明顯高于偶數(shù)層PCB。

  其次,對于很多代工廠來說,偶數(shù)層PCB屬于通用設(shè)計,而奇數(shù)層PCB則屬于特殊設(shè)計。特殊的設(shè)計,意味著需要搭配特殊的生產(chǎn)工藝,匹配特定的甚至完全不一樣的生產(chǎn)參數(shù),這需要很多的試錯成本。

  最后,特殊設(shè)計往往不是代工廠本身就常用的工藝,所以生產(chǎn)往往需要指定有經(jīng)驗(yàn)的工程師專門跟進(jìn),人力成本自然上升。而且特殊設(shè)計的成功落地還需要生產(chǎn)、工藝、品質(zhì)等部門一起討論,協(xié)同工作,不然很容易出錯。

  以上種種,導(dǎo)致特殊設(shè)計的板子成本非常高,因此,奇數(shù)層的板子會遠(yuǎn)遠(yuǎn)比常規(guī)的偶數(shù)層板子價格更高,進(jìn)而導(dǎo)致客戶不能接受,選擇更改設(shè)計選用常規(guī)的偶數(shù)層。

2、時間

  除了金錢成本,在實(shí)際生產(chǎn)中奇數(shù)層板子需要花費(fèi)的時間也比偶數(shù)層板子的要多。

  一方面,特殊的設(shè)計意味著它有很多地方與平時熟悉的生產(chǎn)不一樣。對于奇數(shù)層PCB,代工廠需要做很多針對性的預(yù)先安排才能確保生產(chǎn)順利。而更多的準(zhǔn)備工作,會花費(fèi)更多的時間。

  另一方面,特殊的設(shè)計往往等于是第一次做。所以工廠的工人會非常不熟練,導(dǎo)致生產(chǎn)時間進(jìn)一步拉長。

  因此,可能通用設(shè)計的4層板交貨周期最快只需要2天(如華秋),但特殊設(shè)計的5層板,卻需要5天,甚至更長的時間。

  所以,特殊設(shè)計的產(chǎn)品在大批量的情況下,即使代工廠愿意接單,客戶自己也往往會因?yàn)榻黄谶^長而選擇放棄。

3、品質(zhì)

  對于奇數(shù)層這樣特殊設(shè)計的板子,以上提及的成本和時間,都可以用金錢與耐心來解決。但大家最為看重的PCB品質(zhì),就不是那么好保證了。

  保證品質(zhì),正是不用奇數(shù)層設(shè)計PCB的最好理由:

  理由1:奇數(shù)層PCB更容易彎曲。當(dāng)PCB經(jīng)多層粘合工藝后冷卻時,由于核結(jié)構(gòu)與敷箔結(jié)構(gòu)的層壓張力不一致,導(dǎo)致PCB彎曲。消除彎曲的關(guān)鍵在于采用平衡的層疊,而偶數(shù)層PCB是對稱的,其翹曲程度可控制在0.7%以下;但奇數(shù)層PCB,尤其是尺寸大時,翹曲度會超0.7%。

  理由2:偶數(shù)層的疊層設(shè)計利于提高PCB抗干擾能力。PCB的信號層一般與接地層(或者電源層)成對出現(xiàn),這樣可以屏蔽器件信號干擾。如常見的6層板排層順序:SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG。

  而且一張芯板是兩面都有銅的,也就是兩面都可以做線路,做成奇數(shù)層意味著,有一層是空著的,如果不用就是浪費(fèi)。因此,對于任何一個EMI工程師來說,都會把這一層設(shè)計成電源層或接地層以起到屏蔽作用。

  此外,特殊的工藝都很難確保良率,因此奇數(shù)層PCB的良率往往比偶數(shù)層的要低。而且,生產(chǎn)過程中,也很難確保證品質(zhì)管控?zé)o死角。不管是哪一家代工廠,良率與品質(zhì)的成長,都需要一個較為漫長的過程。

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