นักออกแบบอาจออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ด้วยจำนวนชั้นที่เป็นเลขคี่ หากการเดินสายไม่จำเป็นต้องใช้ชั้นพิเศษ ทำไมต้องใช้ด้วย? การลดจำนวนชั้นจะทำให้แผงวงจรบางลงไม่ใช่หรือ? ถ้าแผงวงจรมีชั้นน้อยลงหนึ่งชั้น ต้นทุนก็จะลดลงไม่ใช่หรือ? อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี การเพิ่มชั้นพิเศษอาจช่วยลดต้นทุนได้จริง

โครงสร้างแผงวงจร

แผงวงจรมีโครงสร้างสองแบบที่แตกต่างกัน คือ โครงสร้างแกนกลางและโครงสร้างฟอยล์
 
ในโครงสร้างแบบแกนกลาง ชั้นนำไฟฟ้าทั้งหมดในแผงวงจรจะถูกเคลือบลงบนวัสดุแกนกลาง ในขณะที่ในโครงสร้างแบบฟอยล์ เฉพาะชั้นนำไฟฟ้าด้านในของแผงวงจรเท่านั้นที่ถูกเคลือบลงบนวัสดุแกนกลาง ส่วนชั้นนำไฟฟ้าด้านนอกเป็นแผ่นฉนวนหุ้มด้วยฟอยล์ ชั้นนำไฟฟ้าทั้งหมดถูกยึดติดกันผ่านฉนวนโดยใช้กระบวนการเคลือบหลายชั้น  
วัสดุแกนกลางคือแผ่นวงจรพิมพ์เคลือบฟอยล์สองด้านที่ผลิตในโรงงาน เนื่องจากแต่ละแกนมีสองด้าน เมื่อใช้งานอย่างเต็มที่ จำนวนชั้นนำไฟฟ้าของแผ่นวงจรพิมพ์จึงเป็นเลขคู่ ทำไมไม่ใช้ฟอยล์ด้านเดียวและโครงสร้างแกนอีกด้านหนึ่ง? เหตุผลหลักคือ ต้นทุนของแผ่นวงจรพิมพ์และความโค้งของแผ่นวงจรพิมพ์  
       

ข้อได้เปรียบด้านต้นทุนของแผงวงจรพิมพ์แบบเรียงชั้นสม่ำเสมอ

เนื่องจากมีชั้นฉนวนและฟอยล์น้อยกว่าหนึ่งชั้น ต้นทุนวัตถุดิบสำหรับแผ่น PCB จำนวนคี่จึงต่ำกว่าแผ่น PCB จำนวนคู่เล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการผลิตของแผ่น PCB จำนวนคี่นั้นสูงกว่าแผ่น PCB จำนวนคู่มาก ต้นทุนการผลิตของชั้นในนั้นเท่ากัน แต่โครงสร้างฟอยล์/แกนกลางทำให้ต้นทุนการผลิตของชั้นนอกสูงขึ้นอย่างมาก  
แผงวงจรพิมพ์แบบชั้นคี่ (Odd-layer PCB) ต้องใช้กระบวนการยึดติดชั้นแกนลามิเนตที่ไม่เป็นมาตรฐาน โดยอิงจากกระบวนการโครงสร้างแกน โรงงานที่เพิ่มฟอยล์ไว้ด้านนอกโครงสร้างแกนจะประสบปัญหาประสิทธิภาพการผลิตลดลงเมื่อเทียบกับโครงสร้างแกนแบบดั้งเดิม แกนด้านนอกต้องผ่านกระบวนการเพิ่มเติมก่อนที่จะทำการยึดติดลามิเนต ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดรอยขีดข่วนและข้อผิดพลาดในการกัดกรดบนชั้นนอก  
 
       

โครงสร้างที่สมดุลช่วยป้องกันการโค้งงอ

เหตุผลสำคัญที่สุดที่ไม่ควรออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ด้วยจำนวนชั้นคี่คือ แผงวงจรพิมพ์ที่มีจำนวนชั้นคี่มีแนวโน้มที่จะงอ เมื่อแผงวงจรพิมพ์เย็นตัวลงหลังจากกระบวนการเชื่อมต่อวงจรหลายชั้น แรงดึงในการเคลือบที่แตกต่างกันของโครงสร้างแกนและฟอยล์อาจทำให้แผงวงจรพิมพ์บิดเบี้ยวได้ ยิ่งความหนาของแผงวงจรเพิ่มขึ้น ความเสี่ยงของการงอของแผงวงจรพิมพ์แบบผสมที่มีโครงสร้างสองแบบที่แตกต่างกันก็จะยิ่งเพิ่มขึ้น กุญแจสำคัญในการกำจัดปัญหาการงอของแผงวงจรคือการใช้การจัดเรียงชั้นที่สมดุล  
แม้ว่าแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ดัดงอได้ในระดับหนึ่งจะตรงตามข้อกำหนด แต่ประสิทธิภาพในการประมวลผลในขั้นตอนต่อไปจะลดลง ส่งผลให้ต้นทุนสูงขึ้น เนื่องจากการประกอบต้องใช้อุปกรณ์และกระบวนการพิเศษ ความแม่นยำในการวางตำแหน่งชิ้นส่วนจึงลดลง ทำให้คุณภาพลดลงตามไปด้วย  
       

ใช้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่มีจำนวนชั้นเป็นเลขคู่

เมื่อจำนวนชั้นของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นเลขคี่ในแบบร่าง สามารถใช้วิธีการต่อไปนี้เพื่อให้การเรียงซ้อนสมดุล ลดต้นทุนการผลิต PCB และหลีกเลี่ยงการงอของ PCB โดยวิธีการต่อไปนี้เรียงลำดับตามความเหมาะสม  
เพิ่มเลเยอร์สัญญาณและใช้ประโยชน์จากมัน วิธีนี้สามารถใช้ได้หากแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ถูกออกแบบโดยมีจำนวนเลเยอร์พลังงานเป็นเลขคู่และจำนวนเลเยอร์สัญญาณเป็นเลขคี่ เลเยอร์ที่เพิ่มเข้ามาจะไม่เพิ่มต้นทุน แต่สามารถลดระยะเวลาการส่งมอบและปรับปรุงคุณภาพของ PCB ได้  
เพิ่มชั้นจ่ายไฟเพิ่มเติม วิธีนี้สามารถใช้ได้หากแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ถูกออกแบบโดยมีจำนวนชั้นจ่ายไฟเป็นเลขคี่และจำนวนชั้นสัญญาณเป็นเลขคู่ วิธีที่ง่ายคือการเพิ่มชั้นกราวด์ตรงกลางของกองโดยไม่ต้องเปลี่ยนการตั้งค่าอื่นๆ ก่อนอื่นให้วางตำแหน่งชั้นเลขคี่ใน PCB จากนั้นคัดลอกชั้นกราวด์ตรงกลางและทำเครื่องหมายชั้นที่เหลือ คุณสมบัติทางไฟฟ้าจะเหมือนกับแผ่นฟอยล์ที่หนาขึ้น  
เพิ่มเลเยอร์สัญญาณว่างเปล่าใกล้กับจุดศูนย์กลางของโครงสร้าง PCB วิธีนี้ช่วยลดความไม่สมดุลของโครงสร้างและปรับปรุงคุณภาพของ PCB เริ่มด้วยการวางเส้นทางเลเยอร์เลขคี่ก่อน จากนั้นเพิ่มเลเยอร์สัญญาณว่างเปล่าและติดป้ายกำกับเลเยอร์ที่เหลือ วิธีนี้ใช้ในวงจรไมโครเวฟและวงจรสื่อผสม (สื่อที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่างกัน)  
       

ข้อดีของแผงวงจรพิมพ์แบบเรียงซ้อนที่สมดุล

ต้นทุนต่ำ ไม่บิดงอง่าย ลดระยะเวลาการจัดส่ง และรับประกันคุณภาพ