قد يصمم المصممون لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) بعدد فردي من الطبقات. إذا لم تتطلب عملية التوجيه طبقة إضافية، فلماذا استخدامها أصلاً؟ ألا يؤدي تقليل عدد الطبقات إلى جعل اللوحة أرق؟ إذا كانت لوحة الدوائر تحتوي على طبقة أقل، ألا تنخفض التكلفة؟ مع ذلك، في بعض الحالات، قد تؤدي إضافة طبقة إضافية إلى خفض التكاليف.

هيكل لوحة الدوائر

تحتوي لوحات الدوائر على بنيتين مختلفتين: بنية أساسية وبنية رقائقية.
 
في البنية الأساسية، تُغطى جميع الطبقات الموصلة في لوحة الدائرة الكهربائية بمادة أساسية؛ أما في البنية الرقائقية، فتُغطى الطبقة الموصلة الداخلية فقط من لوحة الدائرة الكهربائية بمادة أساسية، بينما تكون الطبقة الموصلة الخارجية عبارة عن لوحة عازلة مغلفة برقائق معدنية. وتُربط جميع الطبقات الموصلة معًا بواسطة مادة عازلة باستخدام عملية تصفيح متعددة الطبقات.  
المادة النووية المستخدمة هي لوحة الدوائر المطبوعة المطلية برقائق معدنية على الوجهين في المصنع. ولأن كل نواة لها وجهان، فعند استخدامها بالكامل، يكون عدد الطبقات الموصلة في لوحة الدوائر المطبوعة عددًا زوجيًا. فلماذا لا نستخدم الرقائق المعدنية على وجه واحد وبنية النواة على الوجه الآخر؟ الأسباب الرئيسية هي: تكلفة لوحة الدوائر المطبوعة وانحناءها.  
       

ميزة التكلفة للوحات الدوائر ذات الطبقات المتساوية

نظرًا لوجود طبقة أقل من العازل والرقائق المعدنية، فإن تكلفة المواد الخام للوحات الدوائر المطبوعة ذات الأرقام الفردية أقل قليلًا من تكلفة نظيرتها ذات الأرقام الزوجية. مع ذلك، فإن تكلفة معالجة لوحات الدوائر المطبوعة ذات الأرقام الفردية أعلى بكثير من تكلفة معالجة نظيرتها ذات الأرقام الزوجية. تكلفة معالجة الطبقة الداخلية متساوية، لكن بنية الرقائق/اللب تزيد بشكل ملحوظ من تكلفة معالجة الطبقة الخارجية.  
تتطلب لوحات الدوائر المطبوعة ذات الطبقات الفردية عملية ربط غير قياسية للطبقة الأساسية المصفحة، تعتمد على عملية بناء الهيكل الأساسي. ستشهد المصانع التي تضيف رقائق معدنية خارج الهيكل الأساسي انخفاضًا في الإنتاجية مقارنةً بالهيكل الأساسي. يتطلب الهيكل الأساسي الخارجي معالجة إضافية قبل ربط الطبقات المصفحة، مما يزيد من خطر الخدوش وأخطاء الحفر على الطبقة الخارجية.  
 
       

يمنع الهيكل المتوازن الانحناء

أفضل سبب لتجنب تصميم لوحات الدوائر المطبوعة ذات الطبقات الفردية هو ميلها للانحناء. فعندما تبرد اللوحة بعد عملية ربط الطبقات المتعددة، قد يؤدي اختلاف شد طبقات اللب والرقائق المعدنية إلى انحناء اللوحة. ومع ازدياد سمك اللوحة، يزداد خطر انحناء لوحة الدوائر المطبوعة المركبة ذات البنيتين المختلفتين. ويكمن الحل الأمثل لتجنب انحناء اللوحة في استخدام بنية طبقات متوازنة.  
على الرغم من أن لوحات الدوائر المطبوعة المنحنية إلى حد معين تفي بمتطلبات المواصفات، إلا أن كفاءة المعالجة اللاحقة ستنخفض، مما يؤدي إلى زيادة التكاليف. ولأن التجميع يتطلب معدات وعمليات خاصة، فإن دقة وضع المكونات تقل، مما يؤثر سلبًا على الجودة.  
       

استخدم لوحة دوائر مطبوعة ذات طبقات ذات عدد زوجي من الطبقات

عند ظهور طبقات لوحة الدوائر المطبوعة ذات الأرقام الفردية في التصميم، يمكن استخدام الطرق التالية لتحقيق تكديس متوازن، وتقليل تكاليف إنتاج لوحة الدوائر المطبوعة، وتجنب انحناءها. وقد رُتبت هذه الطرق حسب الأفضلية.  
يمكن استخدام طبقة إشارة واستغلالها. يُمكن تطبيق هذه الطريقة إذا صُممت لوحة الدوائر المطبوعة بعدد زوجي من طبقات الطاقة وعدد فردي من طبقات الإشارة. لا تُؤدي الطبقات الإضافية إلى زيادة التكاليف، بل تُساهم في تقليل أوقات التسليم وتحسين جودة لوحة الدوائر المطبوعة.  
أضف طبقة طاقة إضافية. يمكن استخدام هذه الطريقة إذا صُممت لوحة الدوائر المطبوعة بعدد فردي من طبقات الطاقة وعدد زوجي من طبقات الإشارة. أسهل طريقة للقيام بذلك هي إضافة طبقة أرضية في منتصف الطبقات دون تغيير أي إعدادات أخرى. ابدأ بترتيب الطبقات ذات الأرقام الفردية على لوحة الدوائر المطبوعة، ثم انسخ طبقات الأرضية في المنتصف وحدد الطبقات المتبقية. هذه هي نفس الخاصية الكهربائية لرقاقة معدنية سميكة.  
أضف طبقة إشارة فارغة بالقرب من مركز طبقات لوحة الدوائر المطبوعة. يقلل هذا الأسلوب من عدم توازن الطبقات ويحسن جودة لوحة الدوائر المطبوعة. قم بتوصيل الطبقات الفردية أولاً، ثم أضف طبقة إشارة فارغة وقم بتسمية الطبقات المتبقية. يُستخدم هذا الأسلوب في دوائر الميكروويف ودوائر الوسائط المختلطة (الوسائط ذات ثوابت العزل الكهربائي المختلفة).  
       

مزايا لوحات الدوائر المطبوعة المتوازنة المكدسة

منخفضة التكلفة، غير قابلة للانحناء بسهولة، تقلل وقت التسليم وتضمن الجودة.