從手機(jī)主板看PCB分層設(shè)計(jì)的精髓
來源：捷配
時(shí)間: 2025/12/17 10:12:39
閱讀: 229
咱們平時(shí)用的智能手機(jī)，是 PCB 分層設(shè)計(jì)的集大成者。一塊小小的手機(jī)主板，集成了幾百個(gè)元器件，實(shí)現(xiàn)了通話、上網(wǎng)、拍照等復(fù)雜功能，這背后離不開精妙的分層設(shè)計(jì)。今天就以手機(jī)主板為例，結(jié)合 PCB 各層的含義，給大家講講多層板分層設(shè)計(jì)的精髓，讓你從實(shí)戰(zhàn)案例中理解理論知識。
首先，咱們先看一下手機(jī)主板的基本參數(shù)：一般是 8 - 12 層的多層板，尺寸只有幾平方厘米，線路密度極高，信號傳輸速度快，還得具備抗干擾、散熱好的特點(diǎn)。這樣的需求，決定了手機(jī)主板的分層設(shè)計(jì)必須精準(zhǔn)高效。咱們以一款典型的 10 層手機(jī)主板為例，它的分層結(jié)構(gòu)從頂層到底層依次是：絲印層 - 阻焊層 - 頂層信號層 - 絕緣層 - 內(nèi)層電源層 1 - 絕緣層 - 內(nèi)層地層 1 - 基材層 - 內(nèi)層地層 2 - 絕緣層 - 內(nèi)層電源層 2 - 絕緣層 - 底層信號層 - 阻焊層 - 絲印層。接下來咱們逐一層分析它的作用和設(shè)計(jì)精髓。
第一層：頂層信號層和底層信號層。這兩層是手機(jī)主板的 “信號出入口”，主要負(fù)責(zé)連接外部元器件，比如攝像頭、屏幕、電池的接口，還有一些小型的貼片元器件，比如電阻、電容、二極管。這兩層的導(dǎo)電層線路布局非常精細(xì)，線寬和線距都很小，一般在 0.1mm 以下，這就對生產(chǎn)工藝提出了很高的要求。另外，這兩層的信號線路都是高頻信號，比如射頻信號、數(shù)據(jù)信號，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量走直線，避免直角拐彎，減少信號反射。捷配在生產(chǎn)這種高精度信號層時(shí)，采用的是激光直接成像（LDI）技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)高精度的線路制作，滿足手機(jī)主板的嚴(yán)苛要求。
第二層：內(nèi)層電源層 1 和電源層 2。這兩層是手機(jī)主板的 “供電站”，負(fù)責(zé)給各個(gè)元器件提供穩(wěn)定的電壓。手機(jī)主板上的元器件，比如 CPU、內(nèi)存、基帶芯片，需要不同電壓的供電，所以電源層會被分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域提供不同的電壓。比如 CPU 需要 1.8V 的電壓，內(nèi)存需要 3.3V 的電壓，電源層就會通過分壓電路，把電池的電壓轉(zhuǎn)換成這些不同的電壓，然后輸送給對應(yīng)的元器件。電源層采用的是整片銅箔設(shè)計(jì)，這樣能減少電壓降，保證供電穩(wěn)定。另外，電源層做在內(nèi)層，能避免外界的干擾，讓供電更穩(wěn)定。
第三層：內(nèi)層地層 1 和地層 2。這兩層是手機(jī)主板的 “盾牌”，主要作用是屏蔽干擾和縮短信號回流路徑。手機(jī)主板上的高頻信號在傳輸時(shí)，會產(chǎn)生電磁輻射，如果不加以屏蔽，就會干擾其他信號，導(dǎo)致手機(jī)通話卡頓、上網(wǎng)速度慢。地層采用的也是整片銅箔設(shè)計(jì)，和信號層相鄰放置，能吸收信號產(chǎn)生的電磁輻射，起到屏蔽作用。另外，地層還能縮短信號的回流路徑，因?yàn)楦哳l信號的回流路徑越短，傳輸效率越高，干擾越小。比如頂層信號層的信號，會通過過孔回流到相鄰的地層，這樣回流路徑就很短，能有效提高信號傳輸效率。
第四層：絕緣層。手機(jī)主板的絕緣層采用的是薄型預(yù)浸料，厚度只有幾十微米。薄型絕緣層的優(yōu)點(diǎn)是能縮小 PCB 的整體厚度，同時(shí)還能提高信號傳輸速度。因?yàn)榻^緣層越薄，介電常數(shù)越小，信號傳輸損耗越小。另外，絕緣層的粘合性能也很重要，要能把各個(gè)導(dǎo)電層牢牢粘住，防止分層。捷配在生產(chǎn)手機(jī)主板時(shí)，采用的是高耐熱性的薄型絕緣層，經(jīng)過高溫高壓壓合后，層間結(jié)合力很強(qiáng)，能滿足手機(jī)主板的可靠性要求。
第五層：阻焊層和絲印層。手機(jī)主板的阻焊層一般采用黑色或者白色，黑色阻焊層的散熱性能好，能幫助元器件散熱；白色阻焊層則更美觀。阻焊層的附著力要特別強(qiáng)，因?yàn)槭謾C(jī)經(jīng)常會受到摔打、擠壓，阻焊層不能輕易脫落。絲印層則比較簡潔，只標(biāo)注一些關(guān)鍵元器件的標(biāo)號，因?yàn)槭謾C(jī)主板的元器件太密集，過多的絲印會影響線路的觀察。
除了這些核心層，手機(jī)主板還有兩個(gè)重要的結(jié)構(gòu)：過孔和屏蔽罩。過孔采用的是盲孔和埋孔技術(shù)，因?yàn)槭謾C(jī)主板的線路密度太高，通孔會占用太多空間，而盲孔和埋孔能在不占用表面空間的情況下，連接不同的導(dǎo)電層。屏蔽罩則是覆蓋在一些高頻元器件，比如基帶芯片、射頻芯片上面的金屬罩，用來隔絕外界的電磁干擾，保證這些核心芯片的正常工作。
從手機(jī)主板的案例中，我們可以總結(jié)出多層板分層設(shè)計(jì)的精髓：功能分層、就近布局、抗干擾優(yōu)先。功能分層就是把不同功能的線路放在不同的層，比如信號層負(fù)責(zé)傳輸信號，電源層負(fù)責(zé)供電，地層負(fù)責(zé)屏蔽；就近布局就是把相關(guān)的元器件和線路放在相鄰的層，縮短信號傳輸路徑；抗干擾優(yōu)先就是通過地層和屏蔽罩，減少信號之間的干擾。
微信公眾號
微信小程序
抖音視頻號
浙公網(wǎng)安備 33010502006866號