为什么 PCB 设计层数大部分都是偶数层？
在PCB（印刷电路板）设计领域，我们会发现一个有趣的现象：设计的层数大多是偶数层。这背后存在着多方面的原因，涉及到成本、工艺以及电气性能等因素。 成本因素 芯板与半固化片的成本关系 PCB的制造是通过将多层芯板和半固化片压合而成。芯板是双面覆铜板，本身具有两面的导电层。在制造过程中，如果使用奇数层设计，比如5层板，除了两层外层芯板，中间的3层需要额外使用芯板和半固化片的组合。相比之下，偶数层（如4层或6层）设计可以更充分地利用芯板的双面特性，减少额外的材料和加工成本。因为奇数层设计可能需要特殊定制的芯板或者更复杂的半固化片布局，这都会增加成本。
2024/11/13
在PCB（印刷电路板）设计领域，我们会发现一个有趣的现象：设计的层数大多是偶数层。这背后存在着多方面的原因，涉及到成本、工艺以及电气性能等因素。
成本因素
芯板与半固化片的成本关系
PCB的制造是通过将多层芯板和半固化片压合而成。芯板是双面覆铜板，本身具有两面的导电层。在制造过程中，如果使用奇数层设计，比如5层板，除了两层外层芯板，中间的3层需要额外使用芯板和半固化片的组合。相比之下，偶数层（如4层或6层）设计可以更充分地利用芯板的双面特性，减少额外的材料和加工成本。因为奇数层设计可能需要特殊定制的芯板或者更复杂的半固化片布局，这都会增加成本。
加工流程成本差异
在PCB的加工流程中，偶数层板的加工相对更标准化。对于钻孔、电镀等工艺，偶数层板更容易实现批量生产和质量控制。例如，在钻孔过程中，偶数层板的对称性使得钻孔的定位和深度控制更容易，减少了因层数不对称而可能出现的错误和额外的加工调整，从而降低了加工成本和提高了生产效率。
工艺因素
层压工艺的便利性
层压是PCB制造中的关键工艺。偶数层设计在层压过程中有明显优势。在进行多层压合时，偶数层可以更好地保证压力分布均匀。因为芯板和半固化片在偶数层结构下更容易实现对称，使得层压过程中各个层面受到的压力更平衡，减少了因压力不均导致的层间分层、气泡等缺陷，提高了PCB的质量和可靠性。
布线与信号完整性的平衡
在布线方面，偶数层设计有利于更好地规划信号层和电源层、地层的分布。通常，偶数层可以更方便地实现信号层与参考平面（电源层或地层）的相邻设置，这对于保持信号完整性至关重要。例如，在4层PCB中，可以方便地将顶层和底层作为信号层，中间两层分别为电源层和地层，形成良好的信号传输环境。而奇数层在这种布局规划上可能会更复杂，可能需要额外的设计考虑来避免信号干扰问题。
电气性能因素
电磁兼容性（EMC）
偶数层设计有助于改善电磁兼容性。当信号层和参考平面合理分布在偶数层结构中时，可以更好地控制电磁辐射和抗干扰能力。例如，通过将高速信号层与相邻的地层紧密配合，可以利用地层作为电磁屏蔽，减少信号辐射对其他电路的干扰，同时也能防止外部电磁干扰对信号的影响。这种偶数层的对称结构在高频电路设计中对于保证电磁兼容性尤为重要。
信号回路面积
在电路工作时，信号需要通过回路进行传输。偶数层设计能够更有效地控制信号回路面积。通过合理安排信号层和参考平面，使得信号的返回路径更短且更明确，减少了回路电感，从而降低了信号的反射和失真，提高了信号质量。这对于高速、高精度的电子电路设计是非常关键的性能保障。
综上所述，从成本、工艺和电气性能等多方面考虑，PCB设计层数为偶数层具有明显的优势，这也是在PCB设计实践中大部分设计选择偶数层的原因所在。
