随着大家纷纷转向在线学习,现在正是通过广阔的互联网自由分享知识的最佳时机。因此,我们决定根据遇到的实际问题和疑问,分享一些实用且最新的PCB制造知识。今天,我们从一个常见但出人意料的问题开始,这个问题常常让我们的客户感到意外。

免责声明:请注意,这些知识基于
中国PCB行业,主要是中小批量快速PCB
制造,但我们尽量保持通用性。可能存在一些细微差别和
观点差异。

我的PCB有多少层?

乍一看,这应该是个容易回答的问题。4层、
12层、32层PCB很常见且容易理解——数字
仅仅指的是铜层数量,对吧?

是的,但当涉及到单层、双层,甚至是零层PCB时,在填写PCB订单表之前,你可能会被迫停下来思考。我的PCB是单层还是双层的?为什么会有这么多混淆?我选择了单层,但我的文件实际上是双面的——他们会只制作单层PCB吗?这真的很重要吗?在本文中,我们尝试解决这些问题。

多层PCB上的经典单面通孔板

让我们从一些定义开始。传统上,板的
层数指的是铜层的数量,具体来说,
是有铜走线或铜层的层数——仅仅有焊盘不算数,
部分原因是作为保障,以防设计软件因任何原因未能导出走线
或铜层。

下节中使用的缩写

那么什么是单层板?

SMT单层板

最容易理解的是表面贴装单层PCB板。这就是你所期望的——走线和焊盘被阻焊层覆盖,然后上面覆盖丝网印刷。另一面不应该有任何东西。没有镀金通孔或过孔。

GTL、GTS和GTO -> 更常见

GBL、GBS和GBO

THT单层板

这里情况变得有点复杂。初学者
经常忘记通孔单层板通常需要在
焊盘的另一侧有丝网印刷。

GBL、GBS和GTO -> 更常见

GTL、GTS和GBO

丝网印刷通常包含元器件
轮廓、极性标记和标识符/值的信息。有丝网印刷的
一侧是元器件主体所在的一侧。引脚插入
通孔并焊接到另一侧的焊盘上。

也是THT单层板

传统定义不计算只包含焊盘的铜层对层数的贡献。所以从技术上讲,单层板也可以有镀金通孔,只要一侧的铜层只包含焊盘。

GBL(仅焊盘)、GBS、GTO、GTL和GTS

GTL(仅焊盘)、GTS、GBO、GBL和GBS

镀金通孔,无过孔

走线在哪一侧在功能上无关紧要,因为
它们通过通孔电气连接,但将它们放在
有丝网印刷的一侧应该有助于检查和故障排除。这种
组合也可以支持混合组装(THT和SMT),如果表面
贴装元件放置在有走线的一侧。

一些制造厂可能不喜欢这种组合,可能会
要求你确认如何进行,

SMT双层板

这种板通常与单层表面贴装相同,只是表面贴装元件在两侧。如果两侧形成一个单一电路,需要过孔来传递信号通过基板。

THT双层板

两个铜层上都有走线,两侧都有阻焊层。可以
有混合组装。没有什么太难理解的。信号可以通过
镀金通孔或过孔在两侧之间传输。

零层板

这是一个非常特殊的情况,由PCB制造的可访问性增加所驱动。零层板本质上是没有铜的板——它不是设计为电子功能性的,但可能有阻焊层或丝网印刷。例如,当人们使用我们的服务制作垫圈、名片或定制面板盖时,我们有时会看到这些。这不是常见做法,所以你很少会在任何在线表单上看到选择零层板的选项。

这样就涵盖了大多数奇怪定义的组合。在这些组合中,还有其他可能性,但我们在下表中列出了最常见的组合。

为什么会有这么多混淆?

根据我的经验,我认为问题是由于不同的定义和缺乏特异性造成的。没有完整的定义来澄清误解。例如,制造商和行业专家经常使用单和双这两个术语与单和双同义。如果我们说这是一个4层PCB,那么就没有混淆,但4面就没有意义了。所以,”面”应该指的是PCB的顶面和底面,不管中间有什么。按照这个逻辑,4层PCB也是双面PCB。注意,我们在文章中一直小心不说单面或双面。

组装类型

如所见,定义PCB的另一种方式是它是用于单面
还是双面组装。这些信息对板制造商来说不太重要,
但可能会给对话增加另一个混淆因素。

例外情况

某些Gerber层的组合可能构成标准定义的
例外。从铜层的定义来看,它显然不关心
阻焊层、丝网印刷,甚至是焊盘。所以,要完全定义一个
板,你可能会有类似这样的东西:

双层板
双面焊盘
双面阻焊层
单面丝网印刷

(针对表中的第三个例子)

随着越来越多考虑美学的PCB设计,
一侧没有阻焊层可能意味着优质
板和廉价产品之间的区别。但是如何在Gerber文件和
订单参数中传达这一点呢?

如果你喜欢拆解消费产品,你可能遇到过
一侧没有阻焊层的单层PCB,这是
为了节省生产成本而设计的。但你上次看到市场上
的开发板或模块露出基板是什么时候?

一些PCB软件应该负责

我们时不时看到具有相似
特征和相似问题的Gerber文件。其中一个问题是输出双层板
,看起来有镀金通孔,但只有一侧有焊盘。
已经有两个铜层了,为什么不把这些孔做成镀金的呢?有
镀金通孔可以让你在接头上应用更多的焊料并加强
连接。

一些智能Gerber查看器鼓励
改变定义

越来越多的客户和制造商依赖智能Gerber查看器自动检测板的层数,然后如果有差异就标记出来。他们是怎么做到的?基本上,他们只是计算命名为铜层的Gerber文件数量。但大多数无法分辨文件里面是什么。所以那些严重依赖这些的用户,倾向于通过改变定义来简化问题。

双面和单面板。这很重要吗?

也许这应该是第一个问题,因为对于99%的设计师来说,答案是否定的。不,你并没有刚刚浪费10分钟阅读完全无用的东西。

是也不是。这取决于生产规模。对于大规模生产,应该考虑在哪里可以最小化成本。如果这意味着单面板,那么当然,去做吧。如果你只是处于原型阶段或者进行小批量生产,那么板是否是单面在成本方面是无关紧要的,坦率地说,只会使事情复杂化。

生产双层板不会花费更多

它甚至可能涉及更多工作。双层板远比单层板常见得多。所以制造商大量储备芯材——两侧都覆盖铜的FR4基板。要制作单层板,一侧的所有铜都必须被蚀刻掉。

如果在一个面板上需要去除太多铜,那么蚀刻溶液和蚀刻时间可能不足以去除所有铜。在上图中,注意一些钻孔边缘留下的镀有银HASL表面处理的铜残留物。

尽管如此,单层板通常不会额外收费。事实上,在Seeed Fusion,我们甚至考虑过完全移除单层选项——有多少人特别不想要两侧都有漂亮的保护性阻焊层呢?相反的情况更有可能(单层板,双面阻焊层)。你的想法是什么?让我们在评论部分知道,也许我们真的会这样做。

最后一个问题:我选择了单层,但我的文件实际上是双面的——他们会只制作单层PCB吗?

大多数制造厂不会那么极端,要么要求你确认,要么就按照文件进行。这是单层选项不太重要的另一个原因。

恭喜你读完这篇有点冗长的文章。我们希望它让你对制造商在解释客户意图时的视角有了一些了解。我们很快会带来更多内容!