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偶数层PCB板为何在PCB多层板中“独领风骚”?

2022-12-01 10:34

  大家都知道,不管是线上还是线下,只有订单足够大或者客户愿意付出足够多的金钱,PCB代工厂才愿意接奇数层的板子,否则,一般不接。

  Why?

  这里头具体原因很复杂,但核心问题主要还是三点:成本、时间、品质。

1、成本

  首先,奇数层PCB需要在核结构工艺的基础上增加非标准的层叠核层粘合工艺,因此,奇数层PCB的加工成本明显高于偶数层PCB。

  其次,对于很多代工厂来说,偶数层PCB属于通用设计,而奇数层PCB则属于特殊设计。特殊的设计,意味着需要搭配特殊的生产工艺,匹配特定的甚至完全不一样的生产参数,这需要很多的试错成本。

  最后,特殊设计往往不是代工厂本身就常用的工艺,所以生产往往需要指定有经验的工程师专门跟进,人力成本自然上升。而且特殊设计的成功落地还需要生产、工艺、品质等部门一起讨论,协同工作,不然很容易出错。

  以上种种,导致特殊设计的板子成本非常高,因此,奇数层的板子会远远比常规的偶数层板子价格更高,进而导致客户不能接受,选择更改设计选用常规的偶数层。

2、时间

  除了金钱成本,在实际生产中奇数层板子需要花费的时间也比偶数层板子的要多。

  一方面,特殊的设计意味着它有很多地方与平时熟悉的生产不一样。对于奇数层PCB,代工厂需要做很多针对性的预先安排才能确保生产顺利。而更多的准备工作,会花费更多的时间。

  另一方面,特殊的设计往往等于是第一次做。所以工厂的工人会非常不熟练,导致生产时间进一步拉长。

  因此,可能通用设计的4层板交货周期最快只需要2天(如华秋),但特殊设计的5层板,却需要5天,甚至更长的时间。

  所以,特殊设计的产品在大批量的情况下,即使代工厂愿意接单,客户自己也往往会因为交期过长而选择放弃。

3、品质

  对于奇数层这样特殊设计的板子,以上提及的成本和时间,都可以用金钱与耐心来解决。但大家最为看重的PCB品质,就不是那么好保证了。

  保证品质,正是不用奇数层设计PCB的最好理由:

  理由1:奇数层PCB更容易弯曲。当PCB经多层粘合工艺后冷却时,由于核结构与敷箔结构的层压张力不一致,导致PCB弯曲。消除弯曲的关键在于采用平衡的层叠,而偶数层PCB是对称的,其翘曲程度可控制在0.7%以下;但奇数层PCB,尤其是尺寸大时,翘曲度会超0.7%。

  理由2:偶数层的叠层设计利于提高PCB抗干扰能力。PCB的信号层一般与接地层(或者电源层)成对出现,这样可以屏蔽器件信号干扰。如常见的6层板排层顺序:SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG。

  而且一张芯板是两面都有铜的,也就是两面都可以做线路,做成奇数层意味着,有一层是空着的,如果不用就是浪费。因此,对于任何一个EMI工程师来说,都会把这一层设计成电源层或接地层以起到屏蔽作用。

  此外,特殊的工艺都很难确保良率,因此奇数层PCB的良率往往比偶数层的要低。而且,生产过程中,也很难确保证品质管控无死角。不管是哪一家代工厂,良率与品质的成长,都需要一个较为漫长的过程。

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