PCB各层与性能的关系：为啥你的电路板总是出问题？

    很多工程师都遇到过这样的情况：设计的 PCB，在实验室测试时好好的，一到实际应用场景就出问题 —— 要么信号干扰严重，要么元器件发热烧毁，要么用不了多久就生锈损坏。其实这些问题，很多都和 PCB 的分层设计有关。今天就从 PCB 各层的含义出发，聊聊各层结构对 PCB 性能的影响，帮你找到电路板出问题的根源。

 

 

    首先，基材层的选择直接影响 PCB 的耐高温性和绝缘性：

基材层是 PCB 的骨架，如果基材的耐高温性能不好，在焊接元器件或者产品长时间工作时，PCB 就会变形、分层，导致线路短路。比如咱们在焊接元器件时，温度会达到 260℃左右，如果基材的玻璃化转变温度（Tg）太低，就会软化变形。常见的 FR-4 基材，Tg 值一般在 130℃ - 180℃之间，而高 Tg 的 FR-4 基材，Tg 值能达到 200℃以上，适合用于高温环境下的产品。另外，基材的介电常数也会影响信号传输性能，介电常数越低，信号传输损耗越小，所以高频 PCB 会选用介电常数低的基材。如果你的电路板在高温环境下容易出问题，大概率是基材层选得不对。捷配在生产 PCB 时，会根据客户的产品应用温度，推荐合适 Tg 值的基材，从源头避免高温变形的问题。

 

    其次，导电层的设计决定了 PCB 的载流能力和信号传输效率：

导电层的铜厚和线路宽度，是影响载流能力的两个关键因素。铜厚越厚、线路越宽，载流能力就越强。如果导电层的铜厚选小了，或者线路宽度设计得太窄，当电流通过时，线路会因为电阻过大而发热，严重的还会烧毁线路。另外，导电层的线路布局也很重要，高频信号线路需要走直线，避免直角拐弯，不然会产生信号反射，影响传输效率。如果你的电路板出现元器件发热烧毁的情况，不妨检查一下导电层的铜厚和线路宽度是否达标。捷配的工程师在帮客户审核 PCB 文件时，会重点检查导电层的设计，给出优化建议，确保载流能力和信号传输效率满足要求。

 

    然后，绝缘层的厚度影响 PCB 的层间绝缘性和信号传输速度：

绝缘层夹在两层导电层之间，如果厚度太薄，就容易出现层间短路的问题；如果厚度太厚，会增加 PCB 的整体厚度，而且还会降低信号传输速度。因为信号在绝缘介质中的传输速度，和介电常数的平方根成反比，绝缘层越厚，介电常数越大，信号传输速度就越慢。所以在设计多层板时，绝缘层的厚度要精准把控。捷配在制作高密度多层板时，采用的是薄型绝缘层，厚度误差能控制在 ±5μm 以内，既能保证层间绝缘性，又能满足高频信号传输的需求。

 

    接下来，阻焊层的质量关系到 PCB 的使用寿命和抗干扰能力：

阻焊层的主要作用是保护导电层，如果阻焊层的附着力不好，就容易脱落，导致铜箔氧化生锈；如果阻焊层的绝缘性能不好，就容易出现漏电、短路的问题。另外，阻焊层的颜色也会影响散热，黑色阻焊层的散热性能比绿色好，所以大功率 PCB 会优先选用黑色阻焊层。如果你的电路板用不了多久就生锈损坏，很可能是阻焊层的质量不过关。捷配在生产 PCB 时，采用的是高品质的阻焊油墨，经过严格的附着力测试和绝缘测试，确保阻焊层的性能达标。

 

    最后，电源层和地层的设计是解决信号干扰的关键：

很多工程师在设计 PCB 时，只关注信号层的布局，却忽略了电源层和地层，结果导致信号干扰严重。电源层是整片的铜箔，能提供稳定的电压，减少电压波动对信号的影响；地层也是整片的铜箔，能起到屏蔽干扰的作用，同时还能缩短信号的回流路径。比如在设计高频 PCB 时，把信号层和地层相邻放置，地层就能吸收信号产生的电磁辐射，防止干扰其他信号。如果你的电路板信号干扰严重，不妨优化一下电源层和地层的设计。

 

    PCB 的性能不是由某一层决定的，而是由各层结构共同作用的结果。基材层定基础，导电层定核心，绝缘层定隔离，阻焊层定保护，电源层和地层定抗干扰。只有把每一层的含义和作用都搞懂，并且在设计和生产时严格把控，才能做出稳定、可靠的电路板。