平衡PCB布局中的层

多层PCB（印刷电路板）的设计可能非常复杂。设计甚至需要使用两层以上的事实意味着，所需数量的电路将无法仅在顶部和底部表面上安装。即使在电路确实适合两个外部层的情况下，PCB设计人员也可以决定在内部添加电源和接地层，以纠正性能缺陷。

从热问题到复杂的EMI（电磁干扰）或ESD（静电放电）问题，有许多不同的因素可能导致电路性能达不到最佳状态，需要加以解决并消除这些问题。但是，尽管作为设计师，您的首要任务是纠正电气问题，但同样重要的是不要忽视电路板的物理配置。电气上完好无损的板可能仍会弯曲或扭曲，从而使组装变得困难甚至无法进行。幸运的是，在设计周期中对PCB物理配置的关注将最大程度减少以后的组装麻烦。层到层的平衡是机械稳固的电路板的关键方面之一。

平衡的PCB叠放

平衡堆叠是其中印刷电路板的层表面和横截面结构都合理对称的堆叠。目的是消除在生产过程中承受应力时可能变形的区域，尤其是在层压阶段。当电路板变形时，很难使其平整放置以进行组装。对于将在自动表面贴装和放置线上组装的电路板尤其如此。在极端情况下，变形甚至会妨碍将组装好的PCBA（印刷电路板组件）安装到最终产品中。

IPC的检查标准应防止弯曲最严重的板子到达您的设备。尽管如此，如果PCB制造商的工艺并没有完全失控，那么大多数弯曲的根本原因仍与设计有关。因此，建议您在下第一份原型订单之前，彻底检查PCB布局并进行必要的调整。这样做可以防止不良的产量。

电路板截面

一个与设计相关的常见原因是，印刷电路板将无法完成可接受的平整度，这是因为其横截面结构关于其中心不对称。例如，如果一个8层设计使用4个信号层或中心上方的铜覆盖相对较轻的局部平面以及下面4个相对实心的平面，则堆叠的一侧相对于另一侧所施加的应力可能会导致蚀刻后，通过加热和加压层压材料时，整个叠层会变形。

因此，优良的做法是设计叠层，以使铜层的类型（平面或信号）相对于中心镜像。在下图中，顶层和底层类型匹配，L2-L7，L3-L6和L4-L5匹配。大概在所有信号层上的铜覆盖率是可比的，而平面层主要由固体浇注的铜组成。如果这样的话，那么该电路板就有一个很好的机会来完成平坦，平坦的表面，这对于自动化组装是非常理想的。

PCB介电层厚度

平衡整个堆栈的介电层厚度也是一种好习惯。理想地，每个电介质层的厚度应该以与层类型被镜像的方式相似的方式被镜像。

当厚度不同时，可能难以获得易于制造的材料组。有时由于诸如天线走线之类的功能可能会导致非对称堆叠是不可避免的，因为天线走线与其参考平面之间可能需要非常大的距离，但请确保在继续前进之前先探究并用尽所有其他选择。当需要不均匀的电介质间隔时，大多数制造商会要求放松或完全放弃弓和扭曲公差，如果他们无法放弃，甚至可能放弃工作。他们不想让自己以低产量重建几个昂贵的批次，然后才最终获得足够的合格单位来满足原始订单数量。

PCB厚度问题

弓和扭曲是最常见的质量问题当您的堆叠不平衡时，还有另一种情况有时会在最终检查时引起争议–电路板上不同位置的整体PCB厚度会发生变化。这种情况是由看似较小的设计疏忽引起的，并且相对不常见，但是如果您的布局在同一位置的多个层上始终存在不均匀的铜覆盖，则可能会发生这种情况。它通常在使用至少2盎司铜和相对较高层数的板上看到。发生的情况是，板上的一个区域有大量的倒铜区域，而另一部分则相对没有铜。将这些层层压在一起时，含铜的一面向下压至一个厚度，而不含铜或无铜的一面则压薄。

大多数使用半盎司或1盎司铜的电路板不会受到太大影响，但是铜越重，厚度损失就越明显。例如，如果您有8层3盎司铜，则铜覆盖率较轻的区域很容易跌落到总厚度公差以下。为防止这种情况发生，请确保将铜均匀地倒入整个层表面。如果出于电气或重量方面的考虑，这不切实际，则至少在轻铜层上增加一些镀通孔，并确保在每层上都包括用于孔的焊盘。这些孔/垫结构将在Y轴上提供机械支撑，从而减少厚度损失。

牺牲成功

即使在设计和布局多层PCB时都必须同时注意电气性能和物理结构，即使您需要在这两个方面稍作妥协才能实现既实用又可制造的整体设计。在权衡各种选择时，请记住，如果由于弓形和扭曲形式的变形而很难或不可能填充零件，那么具有完美电气特性的设计就没有多大用处。平衡堆叠，并注意各个层上的铜分布。这些步骤增加了最终获得易于组装和安装的电路板的可能性。