설계자는 홀수 개의 층으로 인쇄 회로 기판(PCB)을 설계할 수 있습니다. 배선에 추가 층이 필요하지 않다면 굳이 사용할 필요가 있을까요? 층 수를 줄이면 기판이 더 얇아지지 않을까요? 회로 기판의 층이 하나 줄어들면 비용도 절감되지 않을까요? 하지만 어떤 경우에는 층을 추가하는 것이 오히려 비용을 절감하는 결과를 가져올 수 있습니다.

회로기판 구조

회로 기판은 코어 구조와 포일 구조라는 두 가지 구조로 이루어져 있습니다.
 
코어 구조에서는 회로 기판의 모든 전도성 층이 코어 재료 위에 코팅됩니다. 포일 구조에서는 회로 기판의 내부 전도성 층만 코어 재료 위에 코팅되고, 외부 전도성 층은 포일로 덮인 유전체 기판입니다. 모든 전도성 층은 다층 적층 공정을 통해 유전체를 이용하여 접합됩니다.  
핵연료는 공장에서 양면 포일 코팅된 기판입니다. 각 코어는 양면을 가지고 있기 때문에, 이를 모두 활용하면 PCB의 전도성 층 수는 짝수가 됩니다. 그렇다면 한쪽 면에는 포일을, 나머지 면에는 코어 구조를 사용하지 않는 이유는 무엇일까요? 주요 이유는 PCB 제작 비용과 PCB 곡률 때문입니다.  
       

짝수 층 회로 기판의 비용 이점

홀수 층 PCB는 유전체 및 포일 층이 하나 적기 때문에 원자재 비용이 짝수 층 PCB보다 약간 낮습니다. 그러나 홀수 층 PCB의 가공 비용은 짝수 층 PCB보다 훨씬 높습니다. 내부 층의 가공 비용은 동일하지만, 포일/코어 구조로 인해 외부 층의 가공 비용이 크게 증가합니다.  
홀수 층 PCB는 코어 구조 공정에 기반한 비표준 적층 코어 층 접합 공정을 필요로 합니다. 코어 구조 외부에 포일을 추가하는 공정을 적용하는 경우, 코어 구조 자체를 사용하는 경우에 비해 생산성이 저하됩니다. 외부 코어는 적층 접합 전에 추가적인 공정이 필요하며, 이로 인해 외부 층에 긁힘이나 에칭 오류가 발생할 위험이 높아집니다.  
 
       

균형 잡힌 구조로 인해 휘어짐을 방지합니다.

홀수 층 구조의 PCB를 설계하지 말아야 할 가장 큰 이유는 바로 홀수 층 구조의 회로 기판이 휘어지기 쉽다는 점입니다. 다층 회로 접합 공정 후 PCB가 냉각될 때, 코어와 포일 구조의 적층 장력 차이로 인해 PCB가 휘어질 수 있습니다. 기판 두께가 증가할수록 서로 다른 두 구조로 이루어진 복합 PCB의 휨 위험도 커집니다. 기판의 휨 현상을 방지하는 핵심은 균형 잡힌 적층 구조를 사용하는 것입니다.  
PCB가 일정 정도로 휘어져도 규격 요건은 충족되지만, 후속 공정 효율이 저하되어 비용이 증가합니다. 또한 조립에는 특수 장비와 공정이 필요하기 때문에 부품 배치 정확도가 떨어져 품질이 저하됩니다.  
       

짝수 층 PCB를 사용하십시오.

설계에 홀수 개의 PCB 레이어가 나타나는 경우, 다음과 같은 방법을 사용하여 균형 잡힌 적층을 구현하고, PCB 생산 비용을 절감하며, PCB 휜 현상을 방지할 수 있습니다. 아래 방법들은 선호도 순으로 나열되어 있습니다.  
신호층을 추가하고 이를 활용하는 방법입니다. 이 방법은 PCB 설계 시 전원층의 개수가 짝수이고 신호층의 개수가 홀수일 경우에 사용할 수 있습니다. 추가된 층은 비용을 증가시키지 않으면서 납기일을 단축하고 PCB 품질을 향상시킬 수 있습니다.  
전원층을 하나 더 추가합니다. 이 방법은 PCB를 설계할 때 전원층의 개수가 홀수이고 신호층의 개수가 짝수인 경우에 사용할 수 있습니다. 다른 설정을 변경하지 않고 스택 중간에 접지층을 추가하는 것이 가장 간단한 방법입니다. 먼저 홀수 개의 레이어를 PCB에 배치한 다음, 중간에 있는 접지층을 복사하고 나머지 레이어를 표시합니다. 이는 두꺼운 포일과 동일한 전기적 특성을 가집니다.  
PCB 스택업 중앙 부근에 빈 신호층을 추가합니다. 이 방법은 스택업 불균형을 최소화하고 PCB 품질을 향상시킵니다. 홀수 층부터 먼저 배선한 후 빈 신호층을 추가하고 나머지 층에 레이블을 지정합니다. 이 방법은 마이크로파 회로 및 혼합 매체(유전율이 다른 매체) 회로에 사용됩니다.  
       

균형 잡힌 적층형 PCB의 장점

저렴한 가격, 쉽게 구부러지지 않는 특성, 납기 단축 및 품질 보장.