外观
假叠层
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PCB 的层数通常按线路(铜)层数计算,而多层板是用芯板与半固化片(PP 片)压合出来的:4 层板用 1 张芯板、6 层板用 2 张芯板……一般
在叠层结构中,什么是假八层,什么是假十层?
层数怎么数:线路层数与芯板张数
行业里通常把芯板的张数与层数关联:
| 线路层数 | 芯板张数 | 典型叠构(自上而下) |
|---|---|---|
| 4 层 | 1 张 | 铜箔 / PP / 芯板 / PP / 铜箔 |
| 6 层 | 2 张 | 铜箔 / PP / 芯板 / PP / 芯板 / PP / 铜箔 |
| 8 层 | 3 张 | 铜箔 / PP / 芯板 / PP / 芯板 / PP / 芯板 / PP / 铜箔 |
| 10 层 | 4 张 | 铜箔 / PP / 芯板 ×4 / PP / 铜箔 |
芯板是两面覆铜的基材,内层线路就做在芯板的铜箔上;而光板是一张两面都没有铜箔的芯板(或把芯板两面的铜箔蚀刻掉得到),它在叠层中占一张"芯板位",却不贡献线路层。当叠层中多出这样一张光板时,芯板张数就比线路层数对应的正常值多 1 张——这就是"假层板"(假叠层)得名的原因:叠构像更高层数的板,线路却仍是原来的层数。
假八层:6 层线路,8 层叠构
假八层是只有 6 层线路(本质是六层板)、但叠构用了 3 张芯板位的特殊叠层:在 L3/L4 之间插入一张光板,配合上下 PP 组成明显更厚的中间介质层(图 1)。它的芯板张数与八层板(
下面给出六层板设计中,两种不同的层叠结构:
在层叠结构图中,可以看到JLC06161H-1080A层叠中是没有光板的,但是为了满足整体1.6mm的板厚,两块芯板中间的绝缘介质厚度是比较大的;JLC06161H-1080B中间通过夹一个光板来填充厚度,此时芯板间的厚度可以缩小,铜箔层耦合更加紧密;
为什么 L3/L4 之间需要这么厚的介质?主要有两类场景:
- 板厚 + 阻抗控制的联合作用。 介质厚度与阻抗值成正比:要做出
单端、 差分,信号层到参考平面的介质必须做薄(见 了解特性阻抗);而 1.6 mm 及以上的成品板厚又必须被"吸收",于是厚度集中堆到中间的 L3/L4 之间; - L3/L4 相邻布线的串扰控制。 六层板原则上让信号层不相邻,但有时出于布局或布线资源的需要突破这一原则,L3、L4 都走线。两层之间介质越厚,层间串扰越小(相邻布线层还应正交布线,见 高速PCB设计中串扰分析与抑制)。
但中间介质只能用 PP 片叠出来:常用的 7628 型 PP 单张压合后约 0.2 mm,且压合时 PP 连叠一般不能超过 3 张——PP 高温熔融后容易从板边流失(滑片 / 流胶),厚度失控。也就是说纯 PP 最多约 0.6 mm,再厚板厂就做不出来了。这时在 PP 之间加一张光板来补足厚度,就是假八层的由来。常规六层叠层方案可参考 六层板通用叠层参考,芯板、PP 与铜箔的构成见 层压结构。
假十层:同一规则的延伸
假十层按同一规则推演:八层线路的板在叠层中增加一张光板,芯板位达到 4 张,与十层板(
需要说明的是:假八层是行业内有明确资料记载的惯用说法(板厂与培训机构的技术文章均有介绍),而假十层在公开资料中较少见——此处按"芯板张数 =
小结对照表
| 叠层叫法 | 线路层数 | 芯板位 | 其中光板 | 叠构等同于 | 中间介质构成 |
|---|---|---|---|---|---|
| 常规六层 | 6 | 2 | 0 | 六层板 | L3/L4 之间约 3×PP(不超过 0.6 mm) |
| 假八层 | 6 | 3 | 1 | 八层板 | L3/L4 之间 2×PP + 光板,更厚 |
| 真八层 | 8 | 3 | 0 | 八层板 | — |
| 假十层(推演) | 8 | 4 | 1 | 十层板 | 厚介质处 2×PP + 光板 |
| 真十层 | 10 | 4 | 0 | 十层板 | — |
在PCB叠层设计中,这个所谓的假叠层设计有什么利与弊?
利
1. 阻抗线宽大幅变细,利于高密设计。 信号层到参考平面的介质做薄后,同样的目标阻抗所需的线宽显著减小。以一个 1.6 mm 板厚的六层板实例(图 3):常规叠层下表层
2. 相邻布线层的串扰更低。 L3/L4 之间距离加大后,两个相邻布线层之间的耦合变弱,层间串扰随之减小;再配合相邻布线层正交(垂直)布线,信号质量更有保障。
3. 兼顾板厚与阻抗叠层的自由度。 光板承担了"凑厚度"的任务,各信号层到参考平面的介质就可以按阻抗最优做薄,不必为了迁就 1.6 mm 成品板厚而牺牲阻抗设计。
4. 工艺成熟、生产可行。 光板替代部分 PP 片,规避了 PP 连叠超过 3 张的流胶 / 滑片风险;其压合工艺与八层板非常类似,多数板厂都能稳定生产。
弊
1. 成本高于普通六层板。 多一张芯板、按接近八层板的工艺压合,材料与工时都上去了。各厂计价口径不同:有介于六层与八层之间的说法,也有接近甚至达到八层板成本的说法——下单前务必询价确认。
2. 电气性能仍是六层板。 假八层只是叠构像八层板,布线层数一层没多,属于"接近八层的成本、六层的性能"。如果设计确实高速又高密,需要更多布线层与完整的电源 / 地平面对,不如直接画真八层:真八层在布线灵活性、阻抗控制、信号完整性与 EMC 上全面更好(假八层相对真八层便宜一些,但电气性能与稳定性不足)。
3. 需要板厂支持特殊叠层。 光板(或蚀刻掉铜箔的芯板)属于特殊叠构,打样前要与板厂确认叠层方案,并按板厂的实际叠层核算阻抗;下单时勾选阻抗管控、尽量指定板料,方法见 阻抗计算的作用与思考。
4. "温柔陷阱",容易被动踩坑。 布局时突破"信号层不相邻"的原则,或者 1.6 mm 以上板厚叠加阻抗控制,设计往往不知不觉就落进了假八层结构——很多工程师是到报价环节才发现成本上涨。叠层方案应在设计初期就与板厂确认,而不是画完板再"接受现实"。
不想用假叠层,有哪些替代做法?
如果目标是保住普通六层板的成本,工程上还有一些绕开假八层的做法,但各有局限:
| 替代做法 | 思路 | 局限 |
|---|---|---|
| 三布线层方案 | 只用 3 个布线层完成设计,关键高速信号集中,对应相邻层局部铺地 | 关键信号多时布线资源不够 |
| 加宽线宽方案 | 板子密度不高时,阻抗线放宽到 8~9 mil 左右,介质随加厚 | 有小间距器件 / BGA 时难以布通 |
| 放宽阻抗中心值 | 非高速场景把单端阻抗中心放宽到 60~65 | 有反射风险,需评估高速信号 |
| 共面阻抗 | 改用共面阻抗结构:介质加厚、线宽加大、线到周围铜箔间距调小 | 占空间,对周围铺铜完整性有要求 |
| 改薄板厚 | 成品板厚改为 1.2 mm,中间介质不再超厚 | 需要机械结构允许,多数场景不可行 |
高速 + 高密的板子,以上方案往往都不可行——要么接受假八层,要么直接上真八层。设计初期就要在板厚 / 阻抗 / 层数 / 成本之间做取舍,把叠层方案定下来再动手布局。
小结
| 关注点 | 关键结论 |
|---|---|
| 什么是假叠层 | 叠层中多 1 张无铜芯板(光板)的特殊叠构,芯板位比线路层数对应值多 1,业内称假层板 |
| 假八层 | 6 层线路 + 1 张光板 = 3 张芯板位,叠构等同八层板(本质是真六层) |
| 假十层 | 8 层线路 + 1 张光板 = 4 张芯板位,叠构等同十层板(本质是真八层;按芯板规则推演) |
| 成因 | 板厚 1.6 mm+ 阻抗控制使中间介质超厚,或 L3/L4 相邻布线需厚介质抗串扰;而 PP 连叠不超过 3 张(约 0.6 mm) |
| 利 | 阻抗线宽接近减半、相邻布线层串扰低、兼顾板厚与阻抗、工艺成熟 |
| 弊 | 成本升高(介于六~八层或接近八层)、性能仍是六层、需板厂支持特殊叠层、易被动踩坑 |
| 决策口径 | 1.6 mm 以上板厚 + |
注:本内容有AI辅助参与,若有错误,请联系技术支持反馈指正,谢谢。