Designer entwerfen Leiterplatten mitunter mit einer ungeraden Anzahl an Lagen. Wenn für die Leiterbahnführung keine zusätzliche Lage benötigt wird, warum sollte man sie dann überhaupt verwenden? Würde eine Reduzierung der Lagen die Leiterplatte nicht dünner machen? Wären die Kosten nicht geringer, wenn die Leiterplatte eine Lage weniger hätte? In manchen Fällen kann das Hinzufügen einer zusätzlichen Lage die Kosten jedoch tatsächlich senken.

Leiterplattenstruktur

Leiterplatten weisen zwei unterschiedliche Strukturen auf: die Kernstruktur und die Folienstruktur.
 
Bei der Kernstruktur sind alle leitfähigen Schichten der Leiterplatte auf das Kernmaterial aufgebracht; bei der Folienstruktur ist nur die innere leitfähige Schicht der Leiterplatte auf das Kernmaterial aufgebracht, die äußere leitfähige Schicht besteht aus einer folienkaschierten dielektrischen Platte. Alle leitfähigen Schichten werden mittels eines mehrlagigen Laminierungsverfahrens durch ein Dielektrikum miteinander verbunden.  
Das Kernmaterial ist die doppelseitig folienbeschichtete Leiterplatte aus der Fabrik. Da jeder Kern zwei Seiten hat, ist die Anzahl der Leiterbahnen der Leiterplatte bei vollständiger Ausnutzung gerade. Warum verwendet man nicht nur auf einer Seite Folie und auf der anderen Seite Kernstruktur? Die Hauptgründe sind die Kosten der Leiterplatte und ihre Krümmung.  
       

Kostenvorteil von Leiterplatten mit gleicher Lagenanzahl

Da eine Lage Dielektrikum und Folie weniger benötigt wird, sind die Rohmaterialkosten für Leiterplatten mit ungerader Lagenzahl etwas niedriger als für solche mit gerader Lagenzahl. Die Verarbeitungskosten sind jedoch deutlich höher. Die Verarbeitungskosten der inneren Lage bleiben gleich; die Folien-/Kernstruktur erhöht die Verarbeitungskosten der äußeren Lage jedoch erheblich.  
Für ungerade Lagen in Leiterplatten ist ein spezielles Bondverfahren für die laminierte Kernschicht erforderlich, das auf dem Kernstrukturprozess basiert. Anlagen, die die Folie außerhalb der Kernstruktur aufbringen, weisen im Vergleich zur Kernstruktur eine geringere Produktivität auf. Der äußere Kern erfordert zusätzliche Bearbeitungsschritte vor dem Bonden der Laminierung, wodurch das Risiko von Kratzern und Ätzfehlern auf der äußeren Lage steigt.  
 
       

Eine ausgewogene Konstruktion verhindert ein Durchbiegen.

Der wichtigste Grund, Leiterplatten mit ungerader Lagenanzahl zu vermeiden, ist ihre Neigung zum Verbiegen. Beim Abkühlen nach dem Multilayer-Bonding können die unterschiedlichen Laminierungsspannungen der Kern- und Folienstrukturen zu Verformungen der Leiterplatte führen. Mit zunehmender Dicke steigt das Risiko einer Verformung bei Verbundleiterplatten mit zwei unterschiedlichen Strukturen. Der Schlüssel zur Vermeidung von Leiterplattenverformungen liegt in einem ausgewogenen Lagenaufbau.  
Obwohl bis zu einem gewissen Grad gebogene Leiterplatten die Spezifikationsanforderungen erfüllen, verringert sich die Effizienz der Weiterverarbeitung, was zu höheren Kosten führt. Da die Montage spezielle Ausrüstung und Verfahren erfordert, sinkt die Genauigkeit der Bauteilplatzierung, wodurch die Qualität beeinträchtigt wird.  
       

Verwenden Sie eine Leiterplatte mit gerader Lagenzahl.

Wenn im Design ungerade Lagenanzahlen auf der Leiterplatte auftreten, können die folgenden Methoden verwendet werden, um eine gleichmäßige Lagenanordnung zu erreichen, die Leiterplattenproduktionskosten zu senken und ein Durchbiegen der Leiterplatte zu vermeiden. Die folgenden Methoden sind nach ihrer Präferenz geordnet.  
Eine Signalebene kann genutzt werden. Diese Methode eignet sich, wenn die Leiterplatte mit einer geraden Anzahl von Stromversorgungsebenen und einer ungeraden Anzahl von Signalebenen ausgelegt ist. Die zusätzlichen Ebenen erhöhen die Kosten nicht, können aber die Lieferzeiten verkürzen und die Leiterplattenqualität verbessern.  
Fügen Sie eine zusätzliche Stromversorgungsebene hinzu. Diese Methode eignet sich, wenn die Leiterplatte mit einer ungeraden Anzahl an Stromversorgungslagen und einer geraden Anzahl an Signallagen ausgelegt ist. Eine einfache Möglichkeit hierfür ist das Hinzufügen einer Masseebene in der Mitte des Lagenaufbaus, ohne andere Einstellungen zu ändern. Platzieren Sie zunächst die Lagen mit ungerader Anzahl an Lagen auf der Leiterplatte, kopieren Sie dann die Masseebene in die Mitte und markieren Sie die restlichen Lagen. Dies entspricht den elektrischen Eigenschaften einer verdickten Folie.  
Fügen Sie eine leere Signallage in der Nähe der Mitte des Leiterplattenaufbaus ein. Dadurch werden Ungleichgewichte im Lagenaufbau minimiert und die Leiterplattenqualität verbessert. Führen Sie zuerst die ungeraden Lagen, fügen Sie dann die leere Signallage hinzu und beschriften Sie die verbleibenden Lagen. Diese Methode wird in Mikrowellenschaltungen und Schaltungen mit gemischten Medien (Medien mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten) eingesetzt.  
       

Vorteile von symmetrisch gestapelten Leiterplatten

Kostengünstig, formstabil, kurze Lieferzeiten und hohe Qualität.