طراحان ممکن است بردهای مدار چاپی (PCB) را با تعداد لایه‌های فرد طراحی کنند. اگر مسیریابی به لایه اضافی نیاز ندارد، اصلاً چرا از آن استفاده کنیم؟ آیا کاهش لایه‌ها برد را نازک‌تر نمی‌کند؟ اگر برد مدار یک لایه کمتر داشت، آیا هزینه کمتر نمی‌شد؟ با این حال، در برخی موارد، اضافه کردن یک لایه اضافی می‌تواند در واقع هزینه‌ها را کاهش دهد.

ساختار برد مدار چاپی

بردهای مدار چاپی دو ساختار متفاوت دارند: ساختار هسته و ساختار فویل.
 
در ساختار هسته، تمام لایه‌های رسانا در برد مدار چاپی روی ماده هسته پوشش داده شده‌اند؛ در ساختار فویل، فقط لایه رسانای داخلی برد مدار چاپی روی ماده هسته پوشش داده شده است و لایه رسانای بیرونی، برد دی‌الکتریک پوشیده شده با فویل است. تمام لایه‌های رسانا از طریق یک دی‌الکتریک با استفاده از فرآیند لمینت چند لایه به هم متصل می‌شوند.  
ماده هسته‌ای، برد دو طرفه با روکش فویل در کارخانه است. از آنجا که هر هسته دو طرف دارد، در صورت استفاده کامل، تعداد لایه‌های رسانای PCB عددی زوج است. چرا از فویل در یک طرف و از ساختار هسته در بقیه طرف استفاده نکنیم؟ دلایل اصلی عبارتند از: هزینه PCB و انحنای PCB.  
       

مزیت هزینه بردهای مدار چاپی لایه زوج

از آنجا که یک لایه دی‌الکتریک و فویل کمتر وجود دارد، هزینه مواد اولیه برای بردهای PCB با شماره فرد کمی کمتر از PCB های با شماره زوج است. با این حال، هزینه پردازش PCB با لایه فرد به طور قابل توجهی بیشتر از PCB با لایه زوج است. هزینه پردازش لایه داخلی یکسان است؛ اما ساختار فویل/هسته هزینه پردازش لایه بیرونی را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.  
برد مدار چاپی با لایه فرد به یک فرآیند اتصال لایه هسته لمینت شده غیر استاندارد بر اساس فرآیند ساختار هسته نیاز دارد. کارخانه‌هایی که فویل را به خارج از ساختار هسته اضافه می‌کنند، در مقایسه با ساختار هسته، کاهش بهره‌وری را تجربه خواهند کرد. هسته بیرونی قبل از اتصال لمینت نیاز به پردازش اضافی دارد که خطر خراش و خطاهای حکاکی روی لایه بیرونی را افزایش می‌دهد.  
 
       

ساختار متعادل از خم شدن جلوگیری می‌کند

بهترین دلیل برای عدم طراحی PCB با لایه‌های فرد این است: بردهای مدار چاپی با لایه‌های فرد تمایل به خم شدن دارند. هنگامی که PCB پس از فرآیند اتصال مدار چند لایه خنک می‌شود، تنش‌های مختلف لایه‌بندی ساختارهای هسته و فویل می‌تواند باعث تاب برداشتن PCB شود. با افزایش ضخامت برد، خطر خم شدن یک PCB کامپوزیتی با دو ساختار متفاوت افزایش می‌یابد. کلید حذف انعطاف‌پذیری برد، استفاده از یک چیدمان متعادل است.  
اگرچه بردهای مدار چاپی که تا حد مشخصی خم می‌شوند، الزامات مشخصات را برآورده می‌کنند، اما راندمان پردازش بعدی کاهش می‌یابد و در نتیجه هزینه‌ها افزایش می‌یابد. از آنجا که مونتاژ به تجهیزات و فرآیندهای ویژه‌ای نیاز دارد، دقت قرارگیری قطعات کاهش می‌یابد و در نتیجه کیفیت به خطر می‌افتد.  
       

از یک PCB با لایه‌های زوج استفاده کنید

وقتی لایه‌های PCB با تعداد فرد در طراحی ظاهر می‌شوند، می‌توان از روش‌های زیر برای دستیابی به چیدمان متعادل، کاهش هزینه‌های تولید PCB و جلوگیری از خم شدن PCB استفاده کرد. روش‌های زیر به ترتیب اولویت مرتب شده‌اند.  
یک لایه سیگنال و بهره‌برداری از آن. این روش در صورتی قابل استفاده است که PCB با تعداد زوجی از لایه‌های قدرت و تعداد فرد از لایه‌های سیگنال طراحی شده باشد. لایه‌های اضافه شده هزینه‌ها را افزایش نمی‌دهند، اما می‌توانند زمان تحویل را کوتاه کرده و کیفیت PCB را بهبود بخشند.  
یک صفحه قدرت اضافی اضافه کنید. اگر PCB با تعداد فرد لایه‌های قدرت و تعداد زوج لایه‌های سیگنال طراحی شده باشد، می‌توان از این روش استفاده کرد. یک راه آسان برای انجام این کار، اضافه کردن یک لایه زمین در وسط پشته بدون تغییر سایر تنظیمات است. ابتدا لایه‌های فرد را در PCB بچینید، سپس لایه‌های زمین را در وسط کپی کنید و لایه‌های باقی مانده را علامت بزنید. این همان مشخصه الکتریکی یک فویل ضخیم است.  
یک لایه سیگنال خالی نزدیک مرکز چیدمان PCB اضافه کنید. این روش عدم تعادل چیدمان را به حداقل می‌رساند و کیفیت PCB را بهبود می‌بخشد. ابتدا لایه‌های فرد را مسیریابی کنید، سپس یک لایه سیگنال خالی اضافه کنید و لایه‌های باقی مانده را برچسب‌گذاری کنید. در مدارهای مایکروویو و مدارهای محیط مختلط (محیط‌هایی با ثابت‌های دی‌الکتریک متفاوت) استفاده می‌شود.  
       

مزایای PCB انباشته متعادل

کم هزینه، خم شدن آسان نیست، زمان تحویل را کوتاه می کند و کیفیت را تضمین می کند.