多層 PCB 設計：完整指南
1 分鐘
- 什麼是多層 PCB？
- 為何多層 PCB 如此廣泛使用？
- 單層、雙層與多層 PCB 的層疊結構有何不同？
- 如何區分單層與多層 PCB？
- JLCPCB 多層 PCB：高精度與專業 PCB
什麼是多層 PCB？
多層 PCB 是一種具有兩層以上、由三層或更多導電銅箔層組成的印刷電路板。多層 PCB 是標準的電子電路板；其頂層與底層類似雙面板，但在核心兩側還有額外層。多層雙面電路板經過層壓，並以耐熱絕緣層黏合在一起。主動與被動元件放置在多層 PCB 的頂層與底層，而內部堆疊層則用於走線。內層包含導通孔，如電鍍通孔、盲孔與埋孔，以及所有層間的電氣連接。
這些內部堆疊層的排列方式，使得通孔（THT）電子元件與表面黏著元件（SMD）均可焊接於此類 PCB 的任一側。此技術的應用可產生各種複雜度與尺寸的 PCB。多層 PCB 最多可達 40 層。
為何多層 PCB 如此廣泛使用？
多層印刷電路板的需求持續上升。電子產品朝向更小、更快、更強大的趨勢，使多層 PCB 更受歡迎。多層板的能力開啟了無限可能，讓工程師能夠打造更高密度的電路板，實現微型化。由於多層 PCB 可容納更多電子元件，因此廣泛應用於現代電子設備，層數從 4 層到 40 層不等。
典型的四層疊構中，為提升電磁相容（EMI）效能，信號層應緊鄰接地平面。信號走線與接地平面之間的緊密耦合可降低平面阻抗、共模輻射與走線間串擾。隨著層數增加，PCB 板需要更薄的介電層，使層間自動緊密耦合。此類疊構常用於高速電子產品，以提供更佳的 EMI 效能與信號完整性。
更多內層有助於實現緊湊設計、輕量化、耐用性與靈活性，適用於消費電子、電信等廣泛產業。智慧裝置等應用通常需要 4 到 8 層，而智慧型手機則可能多達 12 層。
多層 PCB 的優點
儘管多層 PCB 的設計流程複雜且需要領域專業知識，但它們具備多項優勢，使其廣泛應用於現代先進電子設備與電器。以下為多層印刷電路板的優點：
縮小尺寸：由於其分層設計，多層 PCB 比其他功能相同的 PCB 更為緊湊。多層 PCB 在現代電子產品中提供顯著優勢，因為更小、更緊湊卻更強大的裝置（如智慧型手機、筆電、平板與穿戴裝置）正引領新趨勢。
輕量化結構：較小的 PCB 重量更輕，多層壓合與有序排列的電子元件為複雜電子應用創造更多空間。多層 PCB 專為減輕重量而設計，可用於穿戴式智慧裝置。
高品質：由於技術進步、研發投入，多層 PCB 在品質上通常優於單層與雙層 PCB。設計與製造流程投入大量心力，以在印刷電路板的緊湊尺寸中實現多功能。
更耐用：此印刷電路板設計可承受更大重量，並能承受壓合各層的壓力。多層 PCB 提供依應用調整的靈活性，無需完全重新設計。
更低雜訊：射頻（RF）設計（包括天線、高速與高頻信號走線）需要良好的接地屏蔽。多層 PCB 允許使用者放置獨立的接地與電源平面，使 RF 元件獲得更佳的接地屏蔽，降低電路阻抗並增強屏蔽效果。
更佳散熱：由於電子設備對有效散熱的高需求，多層 PCB 可設計金屬核心散熱層，以滿足屏蔽、散熱與其他特殊需求。
單一連接點：多層 PCB 設計為獨立運作，而非與其他 PCB 元件搭配使用。因此，它們僅有一個連接點，而非使用多個單層 PCB 所需的多個連接點。
多層 PCB 的缺點
儘管多層 PCB 有諸多優點，您也應了解製造與設計流程的缺點。以下為多層 PCB 的缺點：
成本更高：由於設計與製造流程複雜，多層電路板比單層電路板更昂貴。需要更多勞力、先進設計與昂貴的組裝設備。
設計流程複雜：多層 PCB 生產難度更高，需要更多設計時間。設計師必須遵循眾多設計規則，製造技術也比其他 PCB 類型更精細。
交期較長：每片板需要大量生產時間，導致更高的人力成本。此外，多層板的生產流程極為繁複。
需要領域專業知識：由於設計流程中的諸多挑戰，多層 PCB 需要 CAD 工具專業知識與設計規則檢查的理解。
維修可能具挑戰性。若多層印刷電路板出現缺陷，維修將較為困難。某些內層可能從外部無法看見，使判斷元件或電路板損壞原因更加困難。
供應有限：多層 PCB 生產設備成本高昂，是一大挑戰。並非所有 PCB 製造商都有財力或需求投資此設備，導致供應有限。
多層 PCB 的應用
由於多層 PCB 相較於單層與雙層 PCB 的優勢，它們廣泛應用於需要高密度、高速與高效能的高階電子設備。以下為多層 PCB 應用的不同領域：
現代消費電子產品（如智慧型手機、穿戴裝置與智慧設備）利用多層 PCB 的小尺寸與多功能特性，使其輕量化且易於安裝於狹小空間。
電信產業：網路設備與傳輸裝置因其耐用性與適應室內外環境的靈活性而採用多層 PCB。常見應用包括 GPS、手機中繼器與信號發射器。
醫療設備與醫療保健產業：醫療設備需要精確運作以進行治療與診斷。多層 PCB 因其強大功能而用於醫療領域，提升 CAT 掃描、X 光、心臟監測設備與醫療測試裝置等電子應用的效能。
汽車與航太系統需在極端條件下保持精度。多層 PCB 可在惡劣操作條件下維持品質與功能，例如車用電腦、GPS 系統與引擎感測器，這些應用需要 PCB 板具備高效能、空間最佳化、緊湊尺寸與耐熱性。因此，多層 PCB 成為這些產業設計師的首選。
多層 PCB 亦用於對空間與速度有特定需求的各種產業，如證券、物聯網（IoT）與家電。應用範圍從氣象分析設備到原子加速器、光纖感測器與警報系統。
單層、雙層與多層 PCB 的層疊結構有何不同？
單層 PCB 的所有元件安裝於板子單側。雙層 PCB 的元件安裝於板子兩側。多層 PCB 則將多層導電材料夾於絕緣層之間，可實現更複雜的電路與更高的元件密度。
一般 PCB 分為單面與雙面佈線，俗稱單面板與雙面板，設計上通常有一或兩層銅導電層。然而，高階電子產品因空間設計限制，可能在核心中堆疊多層銅線。每層線路依序透過光學設備製作、定位與壓合，使單一板子上可堆疊大量電路層，形成多層電路板。凡具有兩層以上的電路板即定義為多層電路板。多層 PCB 分為硬質 PCB、軟性 PCB 與軟硬結合 PCB。
如何區分單層與多層 PCB？
識別 PCB 類型可遵循以下兩個基本步驟：
1. 將 PCB 置於光源下並以橫截面觀察；若內部核心不透明或完全黑色，即為多層板。若核心透明，則為單面或雙面板。單面板易於識別，因其孔內無銅。
2. 單層 PCB 僅有一層線路（銅層），孔內無金屬化，亦無電鍍流程。相較之下，雙層 PCB 具有兩層線路（銅層），包含金屬化與非金屬化孔，並有電鍍流程。
多層 PCB 層壓技術
多層 PCB（印刷電路板）層壓技術是電子電路設計的關鍵進展，可實現更複雜且緊湊的裝置。多層 PCB 中，多層導電銅與絕緣材料（稱為層壓板）堆疊並黏合。此結構透過提供多條電氣連接路徑，減少對外部佈線的依賴並提升信號完整性，實現複雜電路與高元件密度。層壓板由預浸料（預先含浸樹脂）與核心材料組成，精心挑選其電氣、熱與機械特性。
這些材料必須精確對位並黏合，形成凝聚且可靠的多層堆疊。先進製程包括鑽孔、電鍍與蝕刻，以創建層間導通孔與互連。此技術滿足對更小、更快、更高效電子設備日益增長的需求，應用於電信、汽車、航太與消費電子等各產業。隨著技術進步，多層 PCB 持續演進，結合創新材料與技術以提升性能與功能。
JLCPCB 多層 PCB：高精度與專業 PCB
JLCPCB：多層 PCB 僅需 $2
透過 JLCPCB 的高品質多層 PCB 製造服務，釋放您電子設計的全部潛力。我們為最複雜的專案提供精度、可靠性與創新。先進的製造技術確保卓越性能與耐用性，滿足從消費電子到工業系統的各種應用。憑藉具競爭力的價格、快速交期與卓越的客戶支援，JLCPCB 是您實現複雜 PCB 設計的可靠夥伴。
JLCPCB 是客製化 PCB 解決方案的一站式商店，為全球工程師提供 PCB 製造與組裝服務。我們的團隊將指導您完成多層 PCB 的生產流程。憑藉經驗豐富的團隊已製作數千款多層 PCB，從簡單的 2 層到複雜的 20 層，我們提供頂級 A 級材料、最先進設備、即時線上報價、24 小時快速交期、快速交付與市場上最具競爭力的價格。
持續學習
電路模擬器在電子設計中的角色
製作電子與電路可能既耗時又對技術要求高，更不用說成本昂貴。在建立電子電路後，設計師必須測試電路的功能，以確認其正常運作並進行必要的調整。如果我們不必用實際的電路板和元件來製作電路，而是能夠取得該電路的數學描述呢？這正是電路模擬背後的概念。本文將介紹這個主題，並探討各種類型的電路模擬。 毫不意外地，電路模擬在複雜度與能力上的成長，已大幅提升設計生產力。結果不僅是開發速度更快，也由於使用者能快速建立、探測並分析電路，使得設計更加徹底。不論是概念驗證或修訂，電路模擬都為現代 PCB 設計提供了無可爭議的框架。如此一來，即可在電路中替換不同元件並測試與驗證其效能。請查看有哪些電子元件與符號 可供我們執行模擬，以及它們的運作方式。 什麼是電路模擬？ 由於每天推出的電器、設備與小工具數量龐大，確保製造流程順暢並符合各種技術標準與規範至關重要。不僅在 PCB 設計中，模擬在工程的每個領域都扮演極其重要的角色。在電子領域，我們建立電路的數學模型，以便在不實際製作（不使用實體元件）的情況下研究電路的性能。這種利用數學方程式對電子與電路設計進行建模與驗證的方法，稱為電路模擬。 相較於邏輯模擬與功能模擬等其他類型的模擬......
如何在 LTSpice 中模擬電子電路
LTSpice 是由 Analog Devices 開發的一款功能強大且免費的 SPICE 模擬器，廣受工程師、業餘愛好者與學生用來在實際製作前模擬電子電路並分析其行為。本指南提供在 LTSpice 中進行電路模擬的逐步方法。若想進一步了解 PCB 及其製造，請參閱我們最新的 詳細文章。 這裡我們將設計一個 BJT 放大器電路，採用分壓偏壓法。更多細節會在後續文章中探討。本文不會深入說明放大器的設計流程，而是專注於使用此工具進行電路模擬。電路取自電子學標準教科書，元件值可調整以增加或降低增益。 為何選擇 LTSpice？ 免費且功能豐富：相較於許多付費模擬工具，LTSpice 免費提供強大的功能組合。 精準的模擬引擎：針對類比與混合訊號電路進行最佳化。 龐大的元件庫：內建 Analog Devices 元件模型，並支援自訂模型。 易於使用：直覺的圖形介面讓初學者與專業人士都能輕鬆上手。 安裝 LTSpice： 下載：前往 Analog Devices 官網並進入 LTSpice 下載頁面。 安裝：執行下載的安裝程式，依照畫面指示完成安裝。 啟動：開啟 LTSpice 即可開始設計與模擬電路。 在 ......
模擬在電子電路設計中的角色
電路模擬是一種利用數學模型來預測電路在實際製造後將如何運作的程序。在現代積體設計中，先進工具被用來打造包含數十億電晶體的 IC 設計。然而，由於製造電路既複雜又昂貴，因此在製造前必須確保設計的電路能如預期運作，這正是電路模擬發揮作用之處。透過模擬，工程師可以預測電路行為、找出潛在設計缺陷並提升效率，從而降低原型製作的時間與成本。 多年來，現代電子電路設計在模擬工具與軟體的進步推動下，已有了長足發展。一般而言，模擬器分為類比系統與數位系統兩種。類比模擬器提供高精度，能準確呈現電子電路，常用於模擬小型電路。數位模擬器則使用電子電路的功能性表示，通常以硬體描述語言（HDL）描述。這些工具利用數學模型與數值方法來預測電路行為。本文探討模擬在現代電子領域的重要性、其優點、工具及實際應用。查看 PCB 製造中使用的不同蝕刻製程。 為何模擬在電子設計中不可或缺 模擬讓工程師無需實體元件即可分析電路效能，確保設計在製造前符合規格。現今由於電路複雜度與電子技術的演進，電子電路設計可能涉及數千個電晶體，無法每次都實際製作電路並測量電壓來確認正確輸出，因此模擬器應運而生。以下是模擬之所以不可或缺的關鍵原因： 成本效益：......
線上製作 PCB：PCB 設計全方位指南
在今日步調快速的科技環境中，線上製作 PCB 的能力已經改變了工程師與愛好者打造電子產品的方式。幾乎所有電子產品都包含印刷電路板（PCB），因為它們能將電路固定在一起並使其正常運作。如果你打算在家裡或辦公室開始製作自己的 PCB，本文將帶你了解線上 PCB 設計的技巧、優點與可用資源。 1. 了解線上 PCB 設計 與傳統方法相比，線上製作 PCB 具有許多優勢。只要點擊幾下，你就能使用先進的設計工具、與他人協作，並立即獲得意見回饋。 2. 什麼是線上 PCB 設計？ 「線上 PCB 製作」網站讓使用者能透過網頁瀏覽器設計自己的電路板。大多數工具都提供直覺的介面，讓創作者可以將元件拖放到虛擬板子上。由於這些技術架構在雲端，團隊成員無論身在何處都能輕鬆協作。 3. 線上製作 PCB 的優點 易於取得：只要有網路連線，設計師就能隨時隨地進行專案。 成本效益：許多線上 PCB 設計工具提供免費版本或低廉的訂閱方案，專業人士與初學者都能使用。 快速原型：許多線上服務可直接製造，讓使用者能快速製作原型並下單。 協作功能：使用者可輕鬆與客戶或團隊成員分享專案，以獲得意見並進行修改。 4. 線上製作 PCB 的......
選擇合適的 USB 連接器：設計指南
在電子領域中，USB 連接器是連接的骨幹，讓無數裝置得以進行資料傳輸與電力供應。面對多樣的類型與標準，為專案挑選合適的 USB 連接器需要審慎考量。本文將帶你掌握關鍵設計準則，確保選出最符合應用的 USB 連接器。參考我們最新文章中的 f完整 PCB 製造流程 。 認識 USB 連接器類型： USB 連接器有多種類型，各自滿足不同需求： 1. USB Type-A： 這是最原始、最容易辨認的 USB 連接器，呈長方形外觀，幾乎每條 USB 線的一端都是它。筆電與桌機上常見多個 USB-A 埠。可惜兩端皆為 USB-A 的線材較少見。母頭 USB-A 是標準「主機」連接器，延長線則有公頭與母頭 A 兩種形式。 傳統長方形連接器。 常見於電腦與鍵盤、隨身碟等周邊。 最適合作為主機端裝置。 腳位配置： USB Type-A 在 USB 2.0 為 4 支腳，USB 3.0 以上增至 9 支腳，額外腳位提供更高傳輸速率與強化供電。 資料傳輸速率： USB 2.0 最高 480 Mbps，USB 3.0 及以上可達 5 Gbps 以上。 2. USB Type-B： 這是較早期的連接器，現已少見，一端近乎方......
現代電子產品中的客製化 PCB 佈局服務
客製化 PCB 服務是現今電子製造的重要環節，因為它們能確保精準的設計與性能需求被滿足。與通用 PCB 不同，客製化 PCB 依照各產業的技術與功能需求量身打造。這些服務涵蓋從原型製作到大量生產，讓企業能夠開發體積更小、效率更高且極具可靠性的電子產品。 本文將說明客製化 PCB 服務的重要性，介紹其種類與優勢，並展示在不同領域的應用方式。 什麼是客製化 PCB 服務？ 客製化 PCB 服務協助製造商依照自身需求設計與組裝印刷電路板。製造商可完全掌控板子尺寸、材料選擇（如採用建滔或南亞的高品質FR-4）、層數（支援 1 至 32 層）與電路複雜度，以滿足任何專案需求。製造商與 PCB 服務商密切合作，產出完全符合電子產品外形、功能與性能要求的客製設計。根據 JLCPCB 官方能力說明，這些服務可帶來更佳性能、更快上市時間（提供 24 小時生產選項），並完全符合 ISO 9001 與 RoHS 等國際標準。 客製化 PCB 服務的類型 ⦁ PCB 設計服務： 此類服務主要依據裝置需求設計 PCB 佈局與線路。工程師使用高階設計工具規劃電氣路徑與元件位置。 ⦁ 原型製作服務： 製作原型是指先小量生產手工......