惭愧 !!! 干了三年才真正认识6层板

硬件笔记本

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大家好，我是王工。

前段时间，有几个小伙伴问我，多层PCB印制电路板内部长什么样子啊？王工见过吗？新人对未知的事物都比较好奇，相信很多老人也没怎么看过里面的构造吧。

王工就想着能够尽可能的满足大家，做一个多层PCB的拆解，然后顺便科普一下相关知识，本文主要从以下三个方面进行讲解。

PCB的组成和概念
PCB的内部结构及叠层设计
多层PCB实物拆解

1、PCB的组成和概念

‌PCB也叫印制电路板，是英文Printed Circuit Board的首字母缩写。它主要是电子元器件的载体，通过导电铜箔+绝缘材料（如环氧树脂）把电路中的各个电子元器件连起来，建立一个完整的电气连接。

图中这些名词都是基本的术语，不清楚的同学网上搜一下。

假如没有PCB板，你要实现电路功能的话，可能就得像下图的面包板一样，导线得一个个搭，简单的可能还可以工作，复杂的根本用不了，也无法焊接。

2、PCB的内部结构及叠层设计

‌在PCB设计过程中，可能会分很多层，也就是大家口中常说的几层板（叠层）。层数少，可能不利于走线；层数多，虽然走线方便，但是价格较贵。所以需要根据板子的尺寸、元件的个数以及EMC多方面进行考量，以求达到一个平衡点。

确认好层数后，就需要确认具体每一层的信号网络，也就是信号网络的放置顺序。这里以4层板和6层板为例。

四层板叠层方案：

1、SIN01→GND02→PWR03→SIN04

2、SIN01→PWR02→GND03→SIN04

3、PWR01→SIN02→SIN03→GND04

方案选取的依据是什么呢？这取决于我们主要的元器件放在顶层还是底层，GND层要靠近它，这样才能为器件提供完整的地平面，从而增强屏蔽干扰，保证信号的稳定性，所以方案1、2可取。

方案3是把GND和电源分布在第一层和第四层，二、三层走线。但是我们一般会将元件放置在顶层和底层，这样就不能保证地平面的完整性了，信号走线也没有完整的参考平面，而且电源、地之间的距离较远，电源平面阻抗较大，总体来说，EMC屏蔽方面效果是比较差的，不可取。

下面看看六层板的叠层方案：

1、SIN01→GND02→SIN03→SIN04→PWR05→SIN06

2、SIN01→SIN02→GND03→PWR04→SIN05→SIN06

3、SIN01→GND02→SIN03→GND04→PWR05→SIN06

4、SIN01→GND02→SIN03→PWR04→GND05→SIN06

通过上面四层板的分析，大家应该能够有基本的判断

方案1、具有较多的信号层，有利于布线。但电源层和地层分隔较远，没有充分耦合，需要处理好电源分配网络的阻抗曲线，增加足够的去耦电容来降低阻抗。信号层之间直接相邻，隔离性不好，容易发生串扰，所以在布线的时候要注意相邻层要采用正交走线，避免平行走线。

方案2、电源层和地层充分耦合，但信号层的相邻层也为信号层，容易发生串扰，且最外层距离地平面和电源平面太远，信号完整性可能会差些，所以最外层尽量走低频信号。

方案3、相比前面两组，增加了一组地层，减少了一组信号层，其中第三层最好，两边都是地，高速信号优先走这一层。

方案4、相比3，就是把电源和地层交换了位置，区别不是太大，电源和地两层紧密耦合，内层信号受到电源和地平面的保护，EMC方面会比较好。

小结：在优先考虑信号的情况下，选择方案3和方案4会更优。但对大多数公司产品，成本才是大头，层数尽量少，通常会选择方案1，2来做层结构。

3、多层PCB实物拆解

王工尝试拆解，想给大家看看PCB实物内部的样子，奈何板子太硬，给干废了好几块，拍照出来也很丑。最后在网上找了一下，B站发现了一个博主的拆解视频。

这是一个四层板

把板子拆开后如下图箭头所示，每一层都做了标记，其中1/2和3/4之间的绝缘层比较薄（半固化片），2/3层之间有着比较厚的绝缘层（FR4芯板）。

再看一个6层板

把板子拆开后如下图箭头所示，每一层都做了标记。

大家如果觉得不过瘾，可以看下原视频链接：

https://www.bilibili.com/video/BV1wM411e7RQ/?spm_id_from=333.1007.top_right_bar_window_history.content.click&vd_source=061c269f45dee93b48c593d7243a8f9e

不知道大家在看这个视频的时候，有没有注意到一个细节：如下图，6层板采用的是嘉立创的盘中孔工艺，4层板采用的是普通工艺。

1、焊盘对比

四层板的焊盘是白色镀锡的；

六层板的工艺是金黄色沉金的，焊盘平整，更有利于焊接。

2、过孔对比

四层板过孔很多，是为了方便走线；

六层板采用的是盘中孔工艺，把过孔打在焊盘上，节省了很多空间，表面几乎看不到过孔，特别是主芯片周围的走线对比，地平面更完整，看起来也更加美观。

据说现在6层板打样可以免费升级盘中孔工艺，而且免费升级2U''沉金工艺，不得不感叹：嘉立创YYDS。

王工最后再啰嗦一句，其实很多工程师整天在办公室，去产线的机会很少，PCB是怎么做出来的，很多人其实是不清楚的，

今天的文章就分享到这里了，咱们下期再见。

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来源：硬件笔记本

PCB layout工程师，年薪30w+，请问怎么转硬件比较合适？

大家好，我是王工。最近一个兄弟加我微信，说做了多年的PCB layout，ad，pads，allgro都会使用，焊接板子也会，想知道现在转硬件的话要怎么转比较合适。以下是部分聊天记录（应本人要求，不透露任何个人信息，头像已经过处理）然后简单聊了几句，了解到他目前收入年薪30W+，消费类的高速板子画的多一点，1阶到任意阶，3000Pin到2W pin的板子，2层到20层都画过，高通，瑞芯微，展锐平台的都设计过，射频，音频，高速接口这些模块也都画。这薪资，这水平，就算不是砖家，也是个很厉害的高手了。相比大多数人来说，这个状态已经不错了，然后我就很好奇，想知道他为什么想转硬件呢？回答：怕被AI替代，怕以后不怎么好找工作。这样的大佬如果都不好找工作，那咱们大多数普通人还怎么办呢？咱们要居安思危，也要给自己一点信心。回到主题，layout工程师应该怎么转硬件比较好呢？其实之前也有一些同学问过我，我以个人的一些经验感受，简单谈一下吧，不一定对，也不一定适合你，大家仅供参考。我觉得应该以目前能够接触到的东西开始入手，而不是通篇阅读一些经典书籍。怎么说呢？假如你在画板，你肯定能看到原理图对吧，画好PCB必须得懂一些原理，信号的回流路径是怎样的，哪个地方的线应该加宽，哪个信号最好应该包地处理，为什么要做阻抗匹配，加TVS和ESD有什么用，为什么要就近放在接口输入端，电源电流是怎么考虑的，这个参数怎么计算... ...有些问题是你知道的，有些是你不知道的，你要自己去想，自我提问，然后尽可能自我找到答案，或者请教别人。简单说，就是把自己能接触到的东西尽量弄懂，你要知道他这样设计的目的是什么，参考依据是什么。就算你自己目前在layout岗位，你要把自己想象成你就是做硬件的，然后慢慢尽量以硬件的角色来思考问题。好记性不如烂笔头，经常记笔记，每天搞懂一个问题，一年就搞懂了365个问题，日复一日，你就是大佬了，关键是要坚持，要习惯，就像每天吃饭一样习惯。当然，懂不懂是一回事，会不会做又是另外一回事。有机会去看看硬件是怎么做的，这个点的波形是什么样子的，为什么是这样，要自己多想想。然后可以去找一些比较好的网站或者开源的项目，最好自己能够练练，自己画原理图，自己投板，自己焊接，自己调试。开始肯定会很难，慢慢的会更难，最后你会发现其实就这么回事，都有一个过程，挺过来，你就成功了。当你接触到的东西弄懂了，有了一定的基础，可以广泛涉猎一些书籍，第一遍看不懂不要紧，直接跳过，等你多看几遍就会恍然大悟。由点到面，知识面越来越宽，局限性就越来越少，解决问题的思路就会打开。如果你想转硬件，不管你是layout，软件，生产，维修还是测试，我个人觉得有两点需要先考虑一下：1、首先考虑自己目前家庭的一个情况，因为在转硬件的过渡期间工资肯定不会很高，这会不会影响到目前家里的一个开支；2、然后再了解一下硬件工作到底要做些什么，这是不是自己喜欢的想做的工作，自己能不能坚持下来。要做好硬件，花的时间至少应该以年为单位，需要静下来，沉下心。以上是王工的一点拙见，大家有什么看法，欢迎留言补充。声明：声明：原创文章，转载请注明出处。本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立，推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有，如有侵权，联系删除。来源：硬件笔记本