PCB疊加設(shè)計(jì)中的對稱與非對稱結(jié)構(gòu)選型策略
來源:捷配
時(shí)間: 2025/12/19 10:02:17
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在 PCB 多層板設(shè)計(jì)中,疊加結(jié)構(gòu)的對稱與非對稱選型,是PCB 疊加設(shè)計(jì)的核心決策點(diǎn)之一。兩種結(jié)構(gòu)各有其適用場景與技術(shù)要點(diǎn),選錯(cuò)結(jié)構(gòu)不僅會導(dǎo)致壓合翹曲、層偏等工藝問題,更會影響最終產(chǎn)品的電氣性能。作為深耕 PCB 領(lǐng)域的技術(shù)團(tuán)隊(duì),捷配在多年的實(shí)戰(zhàn)中總結(jié)出一套完整的對稱與非對稱疊加結(jié)構(gòu)選型策略,幫助客戶實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與工藝的最優(yōu)匹配。

首先需要明確的是,對稱疊加結(jié)構(gòu)的定義是:以 PCB 的中心面為對稱軸,兩側(cè)的芯板厚度、銅厚、PP 類型及厚度完全一致。這種結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢在于壓合過程中應(yīng)力分布均勻,能夠有效減少板材的翹曲變形。根據(jù) IPC-4101 標(biāo)準(zhǔn),對稱結(jié)構(gòu) PCB 的翹曲度應(yīng)控制在 0.75% 以內(nèi),這也是消費(fèi)電子、通訊設(shè)備等對 PCB 平整度要求較高的領(lǐng)域首選方案。
捷配在一款 8 層筆記本電腦主板的疊加設(shè)計(jì)中,采用了完全對稱結(jié)構(gòu):L1(信號層,1OZ 銅)→ L2(接地層,2OZ 銅)→ L3(信號層,1OZ 銅)→ L4(電源層,2OZ 銅)→ 中心對稱面 → L5(電源層,2OZ 銅)→ L6(信號層,1OZ 銅)→ L7(接地層,2OZ 銅)→ L8(信號層,1OZ 銅)。該方案通過對稱排布,將壓合后的翹曲度控制在 0.3%,遠(yuǎn)優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)保障了高速信號的傳輸穩(wěn)定性。
而非對稱疊加結(jié)構(gòu),則打破了中心對稱的限制,兩側(cè)的層疊參數(shù)存在明顯差異。這種結(jié)構(gòu)通常適用于特殊功能需求的 PCB 產(chǎn)品,例如單面高散熱要求的工業(yè)控制板、單面高密度互聯(lián)的射頻板等。非對稱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于應(yīng)力平衡,若處理不當(dāng),壓合后 PCB 會出現(xiàn)嚴(yán)重翹曲,甚至無法通過后續(xù)的 SMT 貼片工序。
捷配在某工業(yè)變頻器 PCB 的疊加設(shè)計(jì)中,采用了非對稱結(jié)構(gòu):頂層為 2OZ 厚銅散熱層,中間依次為信號層、接地層、電源層,底層為 1OZ 信號層。為解決應(yīng)力不平衡問題,技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過仿真計(jì)算,調(diào)整了不同區(qū)域的 PP 厚度,在厚銅層一側(cè)增加了高彈性模量的 PP 材料,同時(shí)優(yōu)化壓合工藝參數(shù)(溫度曲線、壓力大?。?,最終將翹曲度控制在可接受范圍內(nèi),滿足了變頻器的高散熱需求。
在實(shí)際選型中,工程師需遵循三大原則:第一,若產(chǎn)品對平整度要求高、層數(shù)為偶數(shù),優(yōu)先選擇對稱疊加結(jié)構(gòu);第二,若產(chǎn)品有特殊功能需求(如單面厚銅、局部埋盲孔),可考慮非對稱結(jié)構(gòu),但需做好應(yīng)力補(bǔ)償;第三,結(jié)合成本因素,對稱結(jié)構(gòu)的工藝難度更低,良率更高,能夠有效降低生產(chǎn)成本。
捷配憑借完善的仿真分析能力與工藝經(jīng)驗(yàn),可根據(jù)客戶的產(chǎn)品需求,快速制定最優(yōu)的疊加結(jié)構(gòu)方案。在PCB 疊加設(shè)計(jì)中,對稱與非對稱結(jié)構(gòu)沒有絕對的優(yōu)劣之分,只有最適合的選型策略。

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