Các nhà thiết kế có thể thiết kế mạch in (PCB) với số lớp lẻ. Nếu việc định tuyến không cần thêm một lớp, tại sao lại phải sử dụng nó? Chẳng phải việc giảm số lớp sẽ làm cho mạch mỏng hơn sao? Nếu mạch in có ít hơn một lớp, chi phí có thấp hơn không? Tuy nhiên, trong một số trường hợp, việc thêm một lớp thực sự có thể làm giảm chi phí.

Cấu trúc bảng mạch

Bo mạch in có hai cấu trúc khác nhau: cấu trúc lõi và cấu trúc lá kim loại.
 
Trong cấu trúc lõi, tất cả các lớp dẫn điện trong bo mạch đều được phủ lên vật liệu lõi; trong cấu trúc lá kim loại, chỉ có lớp dẫn điện bên trong của bo mạch được phủ lên vật liệu lõi, còn lớp dẫn điện bên ngoài là bo mạch điện môi được phủ lá kim loại. Tất cả các lớp dẫn điện được liên kết với nhau thông qua chất điện môi bằng quy trình cán nhiều lớp.  
Vật liệu lõi là tấm mạch in hai mặt được phủ lớp nhôm trong nhà máy. Vì mỗi lõi có hai mặt, nên khi được sử dụng tối đa, số lớp dẫn điện của PCB là một số chẵn. Tại sao không sử dụng lớp nhôm ở một mặt và cấu trúc lõi ở mặt còn lại? Lý do chính là: chi phí của PCB và độ cong của PCB.  
       

Ưu điểm về chi phí của mạch in nhiều lớp đồng đều

Do có ít hơn một lớp điện môi và lớp màng chắn, chi phí nguyên vật liệu cho các bo mạch PCB có số lớp lẻ thấp hơn một chút so với các bo mạch PCB có số lớp chẵn. Tuy nhiên, chi phí gia công của PCB có số lớp lẻ cao hơn đáng kể so với PCB có số lớp chẵn. Chi phí gia công của lớp bên trong là như nhau; nhưng cấu trúc màng chắn/lõi làm tăng đáng kể chi phí gia công của lớp ngoài.  
PCB nhiều lớp lẻ yêu cầu quy trình liên kết lớp lõi nhiều lớp không tiêu chuẩn dựa trên quy trình cấu trúc lõi. Các nhà máy thêm lớp màng nhôm bên ngoài cấu trúc lõi sẽ gặp phải tình trạng giảm năng suất so với việc chỉ thêm lớp màng nhôm vào cấu trúc lõi. Lớp lõi ngoài cần được xử lý thêm trước khi có thể liên kết nhiều lớp, điều này làm tăng nguy cơ trầy xước và lỗi khắc trên lớp ngoài.  
 
       

Cấu trúc cân bằng tránh bị uốn cong

Lý do tốt nhất để không thiết kế mạch in (PCB) với số lớp lẻ là: mạch in có số lớp lẻ dễ bị cong vênh. Khi PCB nguội sau quá trình ghép mạch nhiều lớp, lực căng khác nhau giữa lớp lõi và lớp màng có thể khiến PCB bị biến dạng. Khi độ dày của bo mạch tăng lên, nguy cơ cong vênh của PCB ghép từ hai cấu trúc khác nhau cũng tăng lên. Chìa khóa để loại bỏ hiện tượng cong vênh của bo mạch là sử dụng cấu trúc xếp lớp cân bằng.  
Mặc dù các mạch in (PCB) được uốn cong ở một mức độ nhất định vẫn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, nhưng hiệu quả xử lý tiếp theo sẽ bị giảm, dẫn đến tăng chi phí. Vì việc lắp ráp đòi hỏi thiết bị và quy trình đặc biệt, độ chính xác của việc đặt linh kiện bị giảm, do đó ảnh hưởng đến chất lượng.  
       

Sử dụng mạch in (PCB) có số lớp chẵn.

Khi thiết kế PCB có số lớp lẻ, có thể sử dụng các phương pháp sau để đạt được sự xếp chồng cân bằng, giảm chi phí sản xuất PCB và tránh hiện tượng cong vênh PCB. Các phương pháp sau được sắp xếp theo thứ tự ưu tiên.  
Thêm một lớp tín hiệu và khai thác nó. Phương pháp này có thể được sử dụng nếu PCB được thiết kế với số lớp nguồn chẵn và số lớp tín hiệu lẻ. Các lớp bổ sung không làm tăng chi phí, nhưng có thể rút ngắn thời gian giao hàng và cải thiện chất lượng PCB.  
Thêm một lớp nguồn bổ sung. Phương pháp này có thể được sử dụng nếu mạch in (PCB) được thiết kế với số lớp nguồn lẻ và số lớp tín hiệu chẵn. Một cách dễ dàng để làm điều này là thêm một lớp nối đất ở giữa chồng lớp mà không cần thay đổi các thiết lập khác. Đầu tiên, bố trí các lớp có số lẻ trên PCB, sau đó sao chép các lớp nối đất ở giữa và đánh dấu các lớp còn lại. Điều này có đặc tính điện tương tự như một lớp lá kim loại dày.  
Thêm một lớp tín hiệu trống gần trung tâm của cấu trúc mạch in (PCB). Cách tiếp cận này giúp giảm thiểu sự mất cân bằng cấu trúc và cải thiện chất lượng PCB. Tiến hành định tuyến các lớp có số lượng linh kiện lẻ trước, sau đó thêm một lớp tín hiệu trống và dán nhãn cho các lớp còn lại. Phương pháp này được sử dụng trong mạch vi sóng và mạch đa môi trường (môi trường có hằng số điện môi khác nhau).  
       

Ưu điểm của PCB xếp chồng cân bằng

Giá thành thấp, khó bị cong vênh, rút ​​ngắn thời gian giao hàng và đảm bảo chất lượng.