四层电路板是一种常用的印制电路板(PCB)结构,与单层、双层和六层电路板相比,四层电路板在连通性、EMC性能和能承受的功率方面更有优势。
四层电路板由两个内层和两个外层构成,内层和外层之间通过粘合板黏合在一起。四层电路板需要将所有器件分类放置,排列好布局,通过添加而不是更改电路的方式,确保电路的工作正常。采用SMT排列元器件,可以使得元器件的布局更加紧密,且线路更加高效。
四层电路板的制造工艺为:摩打孔(drill),涂覆聚酰亚胺(PI),镀铜(copper plating),化学镀铜(Electroless Copper),显影(Photo Process),蚀刻(etch),初用(black oxide)等工序。
在PCB实现的规划、设计和分配过程中,我们需要考虑信号和电源分层,以避免电磁干扰,四层电路板就是实现这种分层的最佳选择之一。
四层电路板有以下优点:
(1)业界标准:四层电路板已成为业界标准,其制造工艺已成熟,制造成本相对较低,可用于大量制造。
(2)更高的散热性能:四层电路板由于多出了一层中间交织层(Internal Plane),可以提供更好的组成形式,降低信号间干扰的同时,也可以增加通电面积,提高电路散热性能。
(3)更强的EMC:另外,由于此类PCB将信号和电源分为不同的层,并通过接地层(Ground Plane)和电源层(Power Plane)维持高度的信号完整性,因此可以有效提高EMC性能,使得电路更加稳定、可靠。
四层电路板适用于哪些领域?主要归结为两点:一是信号处于高速、高精度的处理范畴,如移动通讯、飞行器、卫星电子、网络通讯等领域;二是结构较为封闭、形态复杂、尺寸较小的领域,如智能穿戴、存储设备、安保设备等领域。
对于后者,多层PCB是必不可少的,而四层电路板是最简单和有效的方案之一。但对于前者,除了4或6或更多层电路板,在电路排列和分配方面,还需要有更高的先进技术。