在電源模塊向小體積、高性能發(fā)展的今天,四層板成為不少工程師的選擇。那么,用四層板來做小體積電源模塊,究竟有哪些利與弊?這需要從布線密度、電磁兼容性、成本和熱管理等多個角度來看。
優(yōu)勢一:更高布線密度,利于布局緊湊
四層板相比雙層板,增加了兩個內層(通常為電源層和地層),使得電源與地線可以走在內部,而信號線集中在頂層和底層,這樣就為布局騰出了更多空間。對于體積受限的電源模塊,能在有限面積內完成高頻高密度的布線,是實現(xiàn)小型化的關鍵。
優(yōu)勢二:更好的電源完整性與地參考
四層板通常采用地-信號-電源-信號的結構,信號層毗鄰參考平面,回流路徑短,有助于降低回流電感,提高電源完整性。尤其在高頻開關電源中,這種結構能夠有效減小環(huán)路面積,減少EMI發(fā)射。
優(yōu)勢三:EMC表現(xiàn)更優(yōu),減小干擾
四層板中連續(xù)完整的地層可起到屏蔽和分流干擾電流的作用,有助于通過EMI測試。而且層間耦合緊密,也有利于高速信號的阻抗控制,進一步降低電磁干擾。
劣勢一:制造成本更高
相比雙層板,四層板增加了層數(shù)和壓合工序,板廠對層間對準、阻抗控制等要求更高,導致成本上升。對成本極為敏感的低端電源模塊來說,這可能成為一個不小的門檻。
劣勢二:熱管理需要更精心設計
小體積電源本身發(fā)熱較大,而四層板中間的內層銅箔雖然可以部分導熱,但由于熱主要從表面散出,過厚的堆疊可能會導致散熱不暢。此時必須通過加導熱孔、大面積銅皮、鋁散熱片等手段輔助降溫。
劣勢三:調試與返修難度上升
由于層數(shù)多、布線密集,一旦出錯或需改板,維修和調試的復雜度明顯增加,尤其是內層連接出現(xiàn)問題時,很難直接探測和修改。
總結:
如果你需要做一款高功率密度、工作頻率高、電磁兼容要求嚴的小體積電源模塊,采用四層板是非常合適的。但前提是,你的產品有一定成本空間,且在熱設計和調試上有充分準備。否則,用雙層板雖然簡易便宜,但在性能和可靠性上可能會有妥協(xié)。