PCB（即印刷电路板）是现代电子设备的支柱。它通常用作连接和布置电子元件的基础。PCB通常由多层构成，每一层都承担着独特的任务。其扁平、刚性的结构为元件的安装提供了稳定的基础。其主要作用是确保电气连接的安全与高效。
本文主要介绍了PCB的各种层类型，并说明了它们在PCB中的工作原理。
什么是PCB层？
PCB板主要分为三类：结构层、功能层和导电层。
印刷电路板（PCB）由不同的结构层组成，例如基板、铜层、阻焊层和丝印层。每层在确保PCB正常工作方面都发挥着特定的作用。
要制造PCB，需要将这些层叠加在一起。粘合剂将它们固定到位。其中最重要的是铜层，它们位于绝缘层之间。因此，PCB的每一层就像三明治中的一个独立层一样。
关于导电层，PCB的层数通常即为PCB中的铜层数。为了满足复杂的电路设计需求，必须采用多层结构。
不过，共有八个不同的功能层。我们将在接下来的几个部分中讨论这些层。
PCB中的每一层都有其独特的作用。基板层使PCB坚固耐用。铜层有助于连接电子元件。另一方面，阻焊层可保护走线免受损坏。最后，丝印层帮助我们辨别各个元件的身份。
如果没有这些层，电子元件就无法正常工作。因此，每一层对于PCB的正常工作都至关重要。
4种常见的结构问题 印刷电路板的层数
如前所述，PCB中的每一层都有其独特的功能。它们协同工作，使PCB既坚固又高效。它们能保护PCB免受危险情况的影响，并确保其平稳运行。不过，让我们来详细了解一下它们。
第1层 基底层
基板层是PCB的基础。它为所有元器件提供了坚固的基底。它位于PCB的底部，将所有元件固定在一起。
基板通常由玻璃纤维（FR4）制成。它坚韧且刚性十足，能确保印刷电路板的稳定性。虽然柔性印刷电路板可能由塑料（Kapton）制成，但有些也会使用环氧树脂。不过，玻璃纤维（FR4）仍是制造高质量电路板的最佳材料。
第2层 铜层
铜层是一层经加热后附着在电路板上的薄铜箔。它位于基板层正上方。铜层对于导电至关重要。
不同的印制电路板（PCB）具有不同的铜层数量。单面印制电路板只有一层铜，通常用于较简单的电子设备中。
另一方面，双面电路板两面都覆有铜层。它们通常使用过孔来连接上下层。因此，它们能够实现更紧凑的走线布局。这一特点对于连接电路板各处的电路非常有用。
请注意，在处理大功率时，通常会采用较厚的铜层。
第3层 阻焊层 PCB层
阻焊层是涂覆在PCB表面的一种保护性涂层。它通常呈绿色，覆盖在PCB上的铜走线上。它起到屏蔽作用，防止铜走线接触可能造成损坏的任何物体。
铜层铺设完成后，即可添加阻焊层。该层还能对铜层起到绝缘作用，防止其与其他金属接触。
阻焊层通常由液态环氧树脂制成。为了着色，这种液体中添加了绿色颜料。
第4层：丝网印刷层或叠加层
丝网印刷层（也称为覆盖层）位于PCB的最外层。它包含字母、数字和符号，就像地图上的标注一样。
丝印图通常起到指引作用。它能显示PCB上各个部分的名称。借助标签和符号，可以更轻松地确定LED或引脚的连接位置。
单层与多层印制电路板
A 单层PCB 只有一层导电铜层。其设计更简单、成本更低，但功能有限。 多层印制电路板, 另一方面，这类电路板具有更多的铜层。它们能够处理更复杂的电路和元器件。不过，它们的价格也更高。
因此，具体选择取决于项目的复杂程度和预算。
| 方面 | 单层PCB | 多层印制电路板 |
| 层数 | 它仅包含一层导电铜层。 | 它由多层导电铜层组成。 |
| 元件密度 | 由于布线空间有限，导致元器件密度降低 | 更高的元件密度 |
| 尺寸 | 通常尺寸较大，以便容纳线路和元器件。 | 由于元器件和走线可以分布在多个层上，因此电路板可以做得更小。 |
| 复杂性 | 设计更简洁 | 更复杂的设计 |
| 成本 | 通常成本较低 | 成本较高 |
| 信号完整性 | 更容易受到干扰 | 更好的信号完整性 |
| 应用 | 适用于简单的电子设备 | 非常适合复杂的电子设备 |
PCB板上的功能层
当你观察PCB板的顶面时，会看到不同的层，每一层都有其独特的功能。让我们来详细了解一下它们各自的作用。
机械层
PCB中的机械层清晰地展示了其物理结构。它精确地定义了电路板的形状和尺寸。制造商利用这一层进行PCB的制造和组装。
其主要作用是确保印刷电路板（PCB）按照设计规范正确制造。此外，它还能在制造过程中帮助您对PCB板进行切割和成型。不过，PCB板上还有其他几层。开孔、定位孔和边缘是其中一些比较突出的部分。
“禁止进入”图层
请离开我的区域！“禁止进入”层就像边界一样，告诉你哪些地方不能放置对象。它们标记了不能放置元件或绘制导线的区域。
这些隔层非常实用，因为它们能帮你把电器整理得井井有条。此外，还能确保重要物品不会被弄乱。
禁置层可确保您遵守规则，避免将元件放置在不该放置的位置。最终，它们能帮助您最大限度地利用电路板上的空间。
路由层
PCB 中的布线层是铜线迹运行以连接电子元件的地方。这些层通过在元件之间传输信号来连接它们。这就像地图上的道路一样。
良好的布线至关重要，原因有很多。首先，它有助于信号顺畅传输，并减少信号干扰。其次，它能控制电磁干扰（EMI）。最后，它能确保一切正常高效地运行。
有时，复杂的设计可能需要多个布线层。这就像在高速公路上增加车道以应对更大的车流一样。
电源平面和接地平面
电源层和接地层是PCB中用于传输电能的特定层。其主要作用是确保电源和接地电压在PCB上得到适当分布。从技术角度而言，这有助于保持供电给电子元件的稳定性，同时还能确保电源回流路径畅通无阻。
电源层和接地层能有效散热，从而有助于冷却电路板。
分立接地平面与接地平面
PCB 中的分割平面将电源层或地层划分为独立的区域，每个区域都有其特定的电压水平。这样可以为模拟地和数字地划分出各自独立的区域。
该层的主要作用是隔离不同的电压区域。从技术上讲，它能防止噪声干扰。此外，通过精心划分表面，它还能有效控制噪声耦合。同时，它还能为PCB上的各种元器件提供所需的多级电压。
阻焊层
PCB 上的阻焊层是一种由绝缘材料制成的保护性涂层。在大多数情况下，液态环氧树脂被用作 PCB 阻焊层材料。该层覆盖了 PCB 的大部分区域，但会留出部分区域供焊接使用。
其主要作用是保护印刷电路板免受氧化，并防止短路。此外，它还有助于界定电气连接和隔离的区域。
焊膏层
顾名思义，这是涂敷焊膏的层。焊膏能改善焊料在元器件引脚与PCB焊盘之间的流动性。因此，可以实现牢固的连接，从而确保电子组装的可靠性。
焊膏层可确保焊膏正确涂布。对于采用细间距或小型元器件的设计而言，该层至关重要。总体而言，它能确保在生产过程中焊接操作正确且高效地完成。
叠加图层
覆盖层也被称为丝网印刷层。重要信息就印在这个层上。它对于生产和维修工作至关重要。
这些层通常以阻焊层为背景，主要位于PCB的外层。
确保印刷图案与阻焊层对齐至关重要。因此，对位层就像地图上的标签一样，能显示PCB上各部分的位置。
PCB层数
您还可以根据不同的导电铜层找到各种类型的PCB。以下几种PCB是当今世界上最常见的。
双层PCB板
双层PCB也称为双面PCB板。它由单层绝缘芯材夹在两层薄铜层之间构成。
双层PCB板适用于低成本且相对简单的项目。
4层PCB板
顾名思义，四层PCB板比标准PCB板多出两层铜层。额外的布线空间通常能提高信号质量并降低噪声，同时还能实现更高的元器件密度。
6、8、10 和 12 层 PCB 电路板的层叠结构
因此，您可能会看到多种多层PCB板的层压结构。每种类型都适用于特定的应用场景。这种多样性通常源于各行各业的不同需求。这些多层PCB板广泛应用于工业设计和复杂布局中。
| 层数 | 层配置 |
| 6层PCB板的层叠结构 | 阻焊层 | HS信号层 | 预浸料 | HS信号层 | 芯层 | HS信号层 | 预浸料 | HS信号层 | 芯层 | HS信号层 | 预浸料 | HS信号层 | 阻焊层 |
| 8层PCB板的层叠结构 | 增加两层HS信号层 |
| 10层PCB板的层叠结构 | 额外增加4层HS信号层 |
| 12层PCB电路板层压结构 | 额外增加6层HS信号层 |
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