PCB板卡上的元器件逐个数(1)

像夹心饼干一样简单—PCB层叠式结构

PCB和夹心饼的结构类似，面饼类似PCB的铜箔，在PCB的制造过程中，铜箔在腐蚀完成后和其它材料一起压合使用。饼干的夹心馅料可被认为是PCB的绝缘层——绝缘层材料一般是包裹在玻璃纤维中的树脂。绝缘层在PCB制造过程中通过高温融化、高压压制后和铜层紧紧贴合在一起，终成为我们看到的PCB。

目前的高端显卡普遍使用8层和10层PCB，图为Radeon HD 4890公版显卡，PCB为10层

PCB中的“孔家军”

在多层PCB的导通孔中，除了上面讲的贯通整个PCB的过孔，还有盲孔和埋孔。比如6层PCB的PCB的第一层和第六层需要连接会使用过孔，过孔贯穿整个PCB；如果第三层和第六层(表层)需要连接，则打一个盲孔，盲孔只从PCB第六层打孔到第三层，其它的层都不通；如果第二层和第四层需要连接(全部非表层)，那么只打穿二、三、四这三层，第一层和第五、第六层是不通的，这种孔叫做埋孔。

像夹心饼干一样的PCB，图中所示为4层PCB的结构

决定夹心饼干层数的是面饼的数量，决定PCB层数的是铜箔的层数。PCB的层数，是指PCB拥有可以独立布线的铜箔(或其它导电材料，本文仅使用常见的铜做说明)的数量。原始的PCB只有1层，也就是铜箔只出现在基板的一面。这种类似“意大利馅饼”的原始的PCB走线是不能交叉的，如果遇到两条线路“抢道”的情况，除了绕行外，只有采用额外连接的绝缘线(俗称“飞线”)的方法才能完成设计，劣势非常明显。

图示为PCB中的各种孔

很快双层PCB开始出现，这种PCB在绝缘层的两端都粘贴了铜箔。但如果PCB正面的线路想利用PCB背面的铜层来导通，应该如何设计呢？其实仔细观察下烤饼的结构就可以发现，为了释放烤饼内部的压力和气体，烤饼上会被扎出许多小洞，于是导通孔开始被设计在PCB上。导通孔是PCB上一些填充或者包裹了可导电材料的小洞。这些孔可以连接多层PCB之间的铜层，让电流顺利通过。由于导通孔的存在，PCB的线路可以被设计得更加复杂，进一步拓宽了PCB的实用性。

公版Radeon HD 5770虽然使用128-bit位宽，但为确保在极高频率运行下的稳定性还是使用了8层PCB

如果说双层饼干只能夹一种馅料，那么三层饼干就可以夹两种，四层饼干就可以夹三种馅料，一定程度增加馅料无疑会让饼干味道更独特。PCB也是如此，在双层PCB发明后，人们就想到了3层PCB——只要在双层PCB的任意一层上再覆盖绝缘层，外端再贴上铜箔就可以了。再加一层就是4层PCB，继续往上加还能做出5层、6层等PCB结构。从目前的工业能力来说，已经能设计出100层PCB。只不过这种PCB用处不大——谁喜欢吃20层馅料的饼干？一般使用10层、12层PCB的板卡产品已经非常高端了。

不过PCB和饼干也有不一样的地方，夹心饼干多为奇数层，而PCB则多为偶数层，比如4层、6层、8层等。奇数层PCB罕见是有原因的：在PCB完成粘合制造后冷却时，由于金属层和绝缘层(多为树脂材料)收缩系数不同，因此会产生不同的张力。在奇数层的PCB中，这种张力是不平衡的，会导致PCB弯曲甚至拉断线路并终降低成品率。

那么PCB层数是不是越多越好呢？一般来说，多层PCB通过合理布线，能降低干扰、提高频率，产品稳定性更强，多使用在需要高频率、高稳定性的顶级产品上，比如GeForce GTX 295显卡就使用了14层PCB来确保产品的稳定。但PCB层数也不是越高越好， PCB是整款产品物料成本支出的较大部分，6层PCB的成本接近4层PCB的两倍。面对重视性价比的用户，在确保产品稳定性的前提下适当降低PCB层数，提升产品性价比也是不错的选择。