一．基本概念

PCB多层板是指用于电器产品中的多层线路板,多层板用上了更多单面板或双面板的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了，也称为多层印刷线路板 。

随着SMT（表面安装技术）的不断发展，以及新一代SMD（表面安装器件）的不断推出，如QFP、QFN、CSP、BGA（特别是MBGA），使电子产品更加智能化、小型化，因而推动了PCB工业技术的重大改革和进步。自1991年IBM公司首先成功开发出高密度多层板（SLC）以来，各国各大集团也相继开发出各种各样的高密度互连（HDI）微孔板。这些加工技术的迅猛发展，促使了PCB的设计已逐渐向多层、高密度布线的方向发展。多层印制板以其设计灵活、稳定可靠的电气性能和优越的经济性能，现已广泛应用于电子产品的生产制造中。

二．PCB多层板特点

PCB多层板与单面板、双面板最大的不同就是增加了内部电源层（保持内电层）和接地层，电源和地线网络主要在电源层上布线。但是，多层板布线主要还是以顶层和底层为主，以中间布线层为辅。因此，多层板的设计与双面板的设计方法基本相同，其关键在于如何优化内电层的布线，使电路板的布线更合理，电磁兼容性更好。

三．PCB多层板设计

1板外形、尺寸、层数的确定

任何一块印制板，都存在着与其他结构件配合装配的问题，所以，印制板的外形与尺寸，必须以产品整体结构为依据。但从生产工艺角度考虑，应尽量简单，一般为长宽比不太悬殊的长方形，以利于装配，提高生产效率，降低劳动成本。

层数方面，必须根据电路性能的要求、板尺寸及线路的密集程度而定。对多层印制板来说，以四层板、六层板的应用最为广泛，以四层板为例，就是两个导线层（元件面和焊接面）、一个电源层和一个地层。

多层板的各层应保持对称，而且最好是偶数铜层，即四、六、八层等。因为不对称的层压，板面容易产生翘曲，特别是对表面贴装的多层板，更应该引起注意。

2元器件的位置及摆放方向

元器件的位置、摆放方向 ，首先应从电路原理方面考虑，迎合电路的走向。摆放的合理与否，将直接影响了该印制板的性能，特别是高频模拟电路，对器件的位置及摆放要求，显得更加严格。合理的放置元器件，在某种意义上，已经预示了该印制板设计的成功。所以，在着手编排印制板的版面、决定整体布局的时候，应该对电路原理进行详细的分析，先确定特殊元器件（如大规模IC、大功率管、信号源等）的位置，然后再安排其他元器件，尽量避免可能产生干扰的因素。

另一方面，应从印制板的整体结构来考虑，避免元器件的排列疏密不均，杂乱无章。这不仅影响了印制板的美观，同时也会给装配和维修工作带来很多不便。

3导线布层、布线区的要求

一般情况下，多层印制板布线是按电路功能进行，在外层布线时，要求在焊接面多布线，元器件面少布线，有利于印制板的维修和排故。细、密导线和易受干扰的信号线，通常是安排在内层。大面积的铜箔应比较均匀分布在内、外层，这将有助于减少板的翘曲度，也使电镀时在表面获得较均匀的镀层。为防止外形加工伤及印制导线和机械加工时造成层间短路，内外层布线区的导电图形离板缘的距离应大于50mil。

4导线走向及线宽的要求

多层板走线 要把电源层、地层和信号层分开，减少电源、地、信号之间的干扰。相邻两层印制板的线条应尽量相互垂直或走斜线、曲线，不能走平行线，以减少基板的层间耦合和干扰。且导线应尽量走短线，特别是对小信号电路来讲，线越短，电阻越小，干扰越小 。同一层上的信号线，改变方向时应避免锐角拐弯。导线的宽窄，应根据该电路对电流及阻抗的要求来确定，电源输入线应大些，信号线可相对小一些。对一般数字板来说，电源输入线线宽可采用50～80mil，信号线线宽可采用6～10mil。印制板导线与允许通过的电流与电阻的关系如表一：

表一印制板导线与允许通过的电流和电阻的关系

布线时还应注意线条的宽度要尽量一致，避免导线突然变粗及突然变细，有利于阻抗的匹配。 

5钻孔大小与焊盘的要求

多层板上的元器件钻孔大小与所选用的元器件引脚尺寸有关，钻孔过小，会影响器件的装插及上锡；钻孔过大，焊接时焊点不够饱满 。一般来说，元件孔孔径及焊盘大小的计算方法为：

元件孔的孔径=元件引脚直径（或对角线）+（10～30mil）

元件焊盘直径≥元件孔直径+18mil

至于过孔孔径,主要由成品板的厚度决定,对于高密度多层板，一般应控制在板厚∶孔径≤5∶1的范围内。过孔焊盘的计算方法为:

过孔焊盘(VIAPAD)直径≥过孔直径+12mil。

6电源层、地层分区及花孔的要求

对于多层印制板来说，起码有一个电源层和一个地层。由于印制板上所有的电压都接在同一个电源层上，所以必须对电源层进行分区隔离，分区线的大小一般采用20～80mil的线宽为宜，电压超高，分区线越粗。

焊孔与电源层、地层连接处，为增加其可靠性，减少焊接过程中大面积金属吸热而产生虚焊，一般连接盘应设计成花孔形状。

隔离焊盘的孔径≥钻孔孔径+20mil

7安全间距的要求

安全间距的设定，应满足电气安全的要求。一般来说，外层导线的最小间距不得小于4mil，内层导线的最小间距不得小于4mil。在布线能排得下的情况下，间距应尽量取大值，以提高制板时的成品率及减少成品板故障的隐患。

8提高整板抗干扰能力的要求

多层印制板的设计，还必须注意整板的抗干扰能力，一般方法有  ：

a．在各IC的电源、地附近加上滤波电容，容量一般为473或104。

b．对于印制板上的敏感信号，应分别加上伴行屏蔽线，且信号源附近尽量少布线。

c．选择合理的接地点。

四．PCB多层板的工艺流程

1工艺流程

已制作好图形的印制板　上板→酸性去油→扫描水洗→二级逆流水洗→微蚀→扫描水洗→二级逆流水洗→镀铜预浸→镀铜→扫描水洗→镀锡预浸→镀锡→二级逆流水洗→下板

2详细工艺过程

2.1镀锡预浸

2.1.1 镀锡预浸液的组成及操作条件

2.1.2 镀锡预浸槽的开缸方法 

先加入半缸蒸馏水，再慢浸加入15L质量分数为98%的硫酸搅拌冷却后，加入1.5L Sulfotech Part A，搅拌均匀，加蒸馏水到300L搅拌均匀，即可使用。

2.1.3 镀锡预浸槽药液的维护与控制

每处理100m2板材需添加1L硫酸和100mLSulfotech Part A。每当槽液处理1500m2的板子后，更换槽液。

2.2 镀锡

2.2.1 镀锡液的组成及操作条件 [5] 

2.2.2镀锡槽的开缸方法 [2] 

先加入半缸蒸馏水，再慢慢加入98L质量分数为98%的硫酸搅拌冷却后，加入40kg Tin Salt 235 冷却至25°C，加入76 L Sulfotech Part A、15.2 L Solfotech Part B、30.4 LSTHAdditive Sulfolyt ，加蒸馏水至液位，循环(以1.5A/dm2电解2AH/L)。

2.2.3镀锡槽药液的维护与控制

工作前分析锡和硫酸。每处理100m2板材需添加11L硫酸、600 g Tin Salt 235、600 mLSulfotech Part A、800 mL Sulfotech Part B、750mL STH Additive Sulfolyt。自动添加系统按200AH添加56mL Sulfotech Part A。

溶液每周必须进行赫尔槽试验，观察调整Sulfotech Part A、Sulfotech Part B。

项目 范围 最佳值

Sn2+ 20-30 mL/L 24mL/L

W(H2SO4)为98% 160-185mL/L 175mL/L

酸锡添加剂 A（Sulfotech Part A) 30-60mL/L 40mL/L

酸锡添加剂 STH(STH Additive Sulfolyt) 30-80mL/L 40mL/L

酸锡添加剂 B（Sulfotech Part B) 15-25mL/L 20mL/L

操作温度 18-25°C 22°C

阴极电流密度 1.3-2.ASD 1.7ASD