2-lagige vs. 4-lagige Leiterplatten: So treffen Sie die richtige Wahl für Ihr Design

Die Wahl der Anzahl der Leiterplattenlagen ist eine konstruktive Entscheidung und nicht einfach nur eine Wahl zwischen einer günstigeren und einer teureren Leiterplatte. Die richtige Antwort hängt von der Schaltung, dem verfügbaren Platz und davon ab, wie sich Signale und Strom durch das Layout bewegen.

Wenn zwei Ebenen ein sinnvoller Ausgangspunkt sein können

Eine zweilagige Leiterplatte verfügt über eine Kupferbeschichtung auf der Ober- und Unterseite. Sie eignet sich für relativ einfache Schaltungen, sofern das Layout genügend Platz für die Leiterverlegung und effektive Masseverbindungen bietet. Skizzieren Sie vor der endgültigen Festlegung die Anordnung der Anschlüsse, der wichtigsten Bauteile und der Stromversorgungsschaltungen. Wenn die Leiterverlegung bereits in dieser Phase überfüllt wirkt, kann eine Verkleinerung der Leiterplattenfläche das Problem noch verschärfen.

Was vier Schichten bieten können

Zwei zusätzliche Kupferschichten bieten dem Entwickler mehr Möglichkeiten für die Leiterbahnführung und Referenzebenen. Eine Masseebene kann dazu beitragen, einen direkteren Rückweg zu schaffen, allerdings nur, wenn dieser Weg im Layout erhalten bleibt. Das Unterbrechen einer Ebene oder die Verlegung eines empfindlichen Signals über eine Lücke hinweg kann den beabsichtigten Nutzen zunichte machen.

Die Leitlinien von Texas Instruments zum PCB-Layout legen den Schwerpunkt auf Rückstrompfade und eine sorgfältige Masseauslegung. Zusätzliche Schichten lösen Probleme hinsichtlich der Signalintegrität oder der Emissionen nicht automatisch; der Schichtaufbau und die Platzierung spielen nach wie vor eine wichtige Rolle.

Stellen Sie diese Fragen, bevor Sie ein Angebot anfordern

• Können die wichtigen Signale weitergeleitet werden, ohne dass ihre Referenzpfade wiederholt unterbrochen werden?
• Lässt die Bauteilbelegungsdichte genügend Platz für die Leiterverlegung?
• Gibt es schnelle Signalflanken, Schaltnetzteile oder empfindliche analoge Knotenpunkte, die besonderer Beachtung bedürfen?
• Erfordert die Konstruktion eine kontrollierte Impedanz oder eine bestimmte Anordnung der Dielektrika?

Legen Sie die Schichtung frühzeitig fest

Bei einer “vierschichtigen Leiterplatte” sind die Dielektrikumdicken, Kupferdicken und die Impedanzgeometrie nicht festgelegt. Besprechen Sie diese Details mit dem Hersteller, bevor Sie kritische Leiterbahnen endgültig festlegen. Vergleichen Sie Angebote anhand derselben Abmessungen, Stückzahlen und anderer Spezifikationen, damit Sie erkennen können, welche Auswirkungen eine Änderung der Schichtanzahl tatsächlich hat.

Technische Hinweise: Texas Instruments: Richtlinien für den Leiterplattenentwurf zur Reduzierung elektromagnetischer Störungen (EMI); Texas Instruments: Beispiele für Leiterplattenlayout und Massepfade. Die Anzahl der Schichten allein sagt noch nichts über die Konformität oder die elektrische Leistungsfähigkeit aus.