ПЕЧАТНАЯ PCB - Почему количество слоёв в многослойных печатных платах всегда чётное?

Почему количество слоёв в многослойных печатных платах всегда чётное?

Печатные платы (PCB) можно разделить на однослойные (1 слой), двухслойные (2 слоя) и многослойные.

Количество слоёв в многослойных печатных платах не ограничено и может варьироваться от нескольких до 100 слоёв.

К наиболее распространённым конфигурациям многослойных печатных плат относятся 4-, 6- и 8-слойные.

Некоторые клиенты, возможно, заметили, что независимо от того, какого производителя печатных плат вы выбираете,

большинство доступных вариантов многослойных плат имеют четное, а не нечетное количество слоев. Почему так происходит?

Теоретически, если позволяют технологические возможности, печатные платы могут изготавливаться как с нечетным, так и с четным количеством слоев,

однако как в онлайн-, так и в офлайн-сегменте производители, как правило, не очень охотно принимают заказы на изготовление нечетных слоев,

если только не вкладываются значительные средства. Такая нерешительность обусловлена тем, что, сравнительно, печатные платы с четным количеством слоев

обладают большим количеством преимуществ по сравнению с нечетными. Ниже приведены три аспекта, подчеркивающие преимущества печатных плат с четным

количеством слоев перед нечетными. Низкая стоимость. Благодаря отсутствию одного слоя диэлектрика и фольги стоимость сырья для печатных плат с нечетным

количеством слоев несколько ниже, чем для плат с четным количеством слоев. Однако затраты на обработку печатных плат с нечетным количеством слоев

значительно выше, чем у плат с четным количеством слоев. Затраты на обработку внутренних слоев остаются неизменными, но структура с фольгой и сердечником

значительно увеличивает затраты на обработку внешних слоев. При изготовлении печатных плат с нечетным количеством слоев требуется нестандартный процесс

склеивания ламинированного сердечника в дополнение к технологическому процессу изготовления самой структуры сердечника. По сравнению с использованием

только сердечниковой структуры, на предприятиях, добавляющих фольгу в сердечник, производительность снижается. Сердечник внешних слоев требует

дополнительной обработки перед ламинированием, что повышает риск появления царапин на внешних слоях и ошибок при травлении. Кроме того, для многих 

производителей конструкция с четным количеством слоев является стандартной практикой, а конструкция с нечетным количеством слоев — особым случаем.

Особый дизайн означает необходимость применения уникальных производственных процессов, соответствующих специфическим или даже совершенно иным

производственным параметрам, что требует значительных затрат на многократные испытания. Производители не рассматривают специальные конструкции

как часть стандартного производственного процесса, поскольку их разработка требует участия специализированных инженеров, что, естественно, увеличивает

затраты на рабочую силу. Что еще более важно,для успешной реализации требуется тесное сотрудничество отделов производства, техники и контроля качества,

которые должны совместно обсуждать и решать проблемы, связанные со специальными конструкциями.

Все эти факторы обусловливают высокую стоимость печатных плат с нечетным количеством слоев.

Сбалансированная структура для предотвращения коробления 

Печатные платы с нечетным количеством слоев подвержены короблению. 

В процессе прессования многослойных печатных плат различия в напряжении, возникающем при охлаждении структуры основной платы и фольгированного слоя, 

могут привести к короблению печатной платы. С увеличением толщины платы риск коробления многослойных печатных плат, состоящих из двух различных структур, 

также возрастает. Ключом к устранению коробления платы является сбалансированная структура ламинирования. Несмотря на наличие некоторого степени 

коробления, печатная плата может по-прежнему соответствовать техническим требованиям, однако эффективность последующей обработки снижается, 

что приводит к увеличению затрат. Это связано с тем, что сборка требует специального оборудования и технологий, что снижает точность монтажа компонентов 

и влияет на общее качество.

Иными словами, в нашем процессе производства печатных плат четырёхслойные платы легче контролировать по сравнению с трёхслойными, главным образом 

с точки зрения симметричности. Прогиб четырёхслойных плат можно удержать на уровне ниже 0,7 % (стандарт IPC600). Однако при больших размерах трёхслойных 

плат прогиб превышает этот стандарт, что сказывается на качестве пайки SMT и надёжности всего изделия. Поэтому традиционные разработчики печатных плат 

обычно избегают использования нечётных слоёв. Даже если конструкция с нечетным количеством слоев позволяет реализовать необходимые функции, её часто 

проектируют как конструкцию с «ложно-четным» количеством слоев, например, 5-слойную конструкцию обозначают как 6-слойную, а 7-слойную — как 8-слойную. 

Равномерное распределение слоев в конструкции повышает устойчивость печатной платы к помехам. Физическая структура многослойной печатной платы состоит

из медной фольги и подложки. В многослойной печатной плате каждый слой имеет собственные медные дорожки и подложку. Когда количество слоёв многослойной 

печатной платы нечетное, расстояние между медной фольгой и подложкой на каждом слое увеличивается, что приводит к увеличению задержки передачи сигнала и 

усилению помех. Напротив, когда количество слоёв многослойной печатной платы четное, расстояние между медной фольгой и подложкой на каждом слое остаётся 

относительно стабильным, а задержка передачи сигнала и уровень помех снижаются. Поэтому для обеспечения качества и стабильности передачи сигнала многослойные 

печатные платы обычно проектируются с четным количеством слоёв.