Übersicht Leiterplatten-Lagen

Leiterplatten bestehen aus mehreren Ebenen von leitfähigen Kupferbahnen zur Verbindung der elektronischen Komponenten. Durch die Stapelung mehrerer Schichten von Kupferbahnen und isolierenden Dielektrika (Kernschicht oder Prepreg) können mehr verbindende Leiterbahnen und damit mehr Funktionen der Leiterplatte ermöglicht werden. Je nach Anzahl der Kupferlagen werden diese angeordnet:

• 1 Kupferlage -- einseitige Kupferschicht auf einer Kernschicht
• 2 Kupferlagen -- beidseitige Kupferschichten auf einer Kernschicht
• >2 Kupferlagen -- außenseitige Kupferschichten + weitere innere Kupferschichten auf mehreren Kernschichten, welche mittels Prepreg geklebt werden können.

Schichtenaufbau

1. Kupferschichten: Die dünnen Kupferlinien auf den Außen- als auch Innenseiten verbinden elektrische Komponenten.
2. Kernschichten (Substrat): Die Kernschichten isolieren die leitenden Kupferbahnen und geben dem PCB die mechanische Stabilität. Während der Herstellung werden auf den Kernschichten die angrenzenden Kupferbahnen aufgebracht.
3. Prepreg: Die mit Harz vorimprägnierten ("pre-preg") Faserschichten erfüllen genauso wie die Kernschichten (Substrat) eine isolierende Funktion zwischen den leitenden Kupferschichten. Zur Herstellung eines PCBs wird Prepreg abwechselnd zwischen zwei Kernschichten als Klebstoff verwendet, welcher unter der Hitze des Laminierungsprozess schmilzt.
4. Lötstopplack: Eine dünne Schicht, die die äußersten Kupferschichten bedeckt, um zu verhindern, dass das Lötzinn an Stellen fließt, wo es nicht gewünscht ist.
5. Lötpastenschablone: Optionale Produktions-Vorlage zum Auftragen der Lötpaste auf bestimmte Bereiche der Leiterplatte.
6. Positionsdruck (Silkscreen): Ein Aufdruck auf den Außenseiten, auf der Informationen zur Komponentenpositionierung, zuBauteilbezeichnungen, Symbole oder anderen Beschriftungen untergebrachtwerden.
7. Beschichte Bohrungen: KleineBohrlöcher, die durch den PCB gebohrt und mit Kupfer beschichtet werden, um elektrische Verbindungen zwischen den verschiedenen Schichten herzustellen.
8. Nicht-beschichtete Bohrungen: Einfache Bohrungen für beispielsweise THT-Bauteile welche nicht Kupfer-beschichtet sind.
9. Abziehbarer Lötstopplack: Eine temporäre Schutzschicht um während des Lötprozesses bestimmte Bereiche wie Pins und Pads vor Lötzinn zu schützen

Herstellungsschritte

Vorprozess: Vor dem eigentlichen Laminierungsprozess werden die einzelnen Schichten vorbereitet. Dies umfasst das Ätzen der Kupferfolien, um die gewünschten Leiterbahnmuster zu erzeugen, sowie das Bohren von Durchkontaktierungen (Vias), um elektrische Verbindungen zwischen den Schichten herzustellen.

Laminierung: Die vorbereiteten Schichten werden mit Hilfe von Hitze und Druck zu einer einzigen Multilayer-Struktur laminiert. Während des Laminierungsprozesses wird das Dielektrikum zwischen den Kupferfolien erhitzt und verfestigt.

Finish: Nach der Laminierung werden die Multilayer-Leiterplatten weiterbearbeitet, um die endgültigen Eigenschaften zu erreichen. Dies umfasst das Schneiden oder Fräsen der Leiterplatte auf die gewünschte Größe, das Aufbringen von Lötstoppmasken und die Galvanisierung der Oberfläche zur Verbesserung der Lötbarkeit.

Board Dicken

Es gibt verschiedene Arten von PCB-Dicken, die je nach Anwendung und Designanforderungen verwendet werden. Hier sind einige gängige Arten von PCB-Dicken:

Standarddicke 1,6 mm (0,063 Zoll): Dies ist die am häufigsten verwendete PCB-Dicke. Sie bietet eine gute Balance zwischen mechanischer Festigkeit und Flexibilität. Die Standarddicke wird oft für starre Leiterplatten verwendet, da sie ausreichende Härte für die meisten Anwendungen bietet.

Dünne Leiterplatten haben eine geringere Dicke als die Standarddicke und werden oft für Anwendungen verwendet, bei denen Gewichtsreduktion oder Flexibilität wichtig sind. Typische Dicken für dünne Leiterplatten können 0,8 mm (0,031 Zoll) oder sogar noch dünner sein. Sie werden häufig in mobilen Geräten wie Smartphones oder Tablets eingesetzt.

Dickere Leiterplatten bieten eine erhöhte Festigkeit und sind für Anwendungen geeignet, bei denen eine höhere mechanische Festigkeit erforderlich ist. Typische Dicken für dickere Leiterplatten können 2,4 mm (0,093 Zoll) oder sogarnoch dicker sein. Sie werden oft in Anwendungen wie Leistungsverstärkern oder industriellen Steuerungssystemen verwendet.

Flexible Leiterplatten, auch bekannt als Flex-PCBs, bestehen aus dünnen Substraten, die Biege- und Verdrehungsbewegungen ermöglichen. Sie werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen Flexibilität, geringer Biegeradius oder 3D-Formbarkeit erforderlich sind. Die Dicken von flexiblen Leiterplatten können variieren, typischerweise im Bereich von 0,1 mm (0,004 Zoll) bis 0,5 mm (0,020 Zoll).