Die Entwicklung von Leiterplatten blickt auf eine über 100-jährige Geschichte zurück. Ihr Design basiert hauptsächlich auf dem Layout-Design. Der Hauptvorteil von Leiterplatten liegt in der deutlichen Reduzierung von Verdrahtungs- und Montagefehlern sowie der Steigerung des Automatisierungsgrades und der Produktivität. Leiterplatten gibt es in verschiedenen Ausführungen, z. B. einseitige, doppelseitige, mehrlagige und flexible Leiterplatten, je nach den Anforderungen unterschiedlicher Anwendungsbereiche. Zu diesen Bereichen zählen unter anderem Medizin, Verteidigung und Automobilindustrie. Bei der Auswahl müssen daher Faktoren wie Belastbarkeit, Platzbedarf sowie mechanische und elektrische Stabilität berücksichtigt werden. Im Folgenden stellen wir Ihnen die verschiedenen Leiterplattentypen vor.
Einseitiges Paneel
Es handelt sich um die einfachste Leiterplatte. Die Bauteile befinden sich auf einer Seite, die Leiterbahnen auf der anderen. Da die Leiterbahnen nur auf einer Seite verlaufen, wird diese Art von Leiterplatte als einseitige Leiterplatte bezeichnet. Einseitige Leiterplatten unterliegen strengen Einschränkungen beim Schaltungsdesign, da sie nur eine Seite haben und die Leiterbahnen sich nicht kreuzen dürfen, sondern getrennt verlaufen müssen. Daher wurden diese Leiterplatten nur in frühen Schaltungen verwendet.
Doppelseitiges Paneel
Diese Art von Leiterplatte ist beidseitig bedrahtet. Da beidseitig Leiterbahnen verwendet werden, muss eine korrekte Verbindung zwischen den beiden Seiten hergestellt werden. Die „Brücke“ zwischen diesen Leiterbahnen wird als Durchkontaktierung (Via) bezeichnet. Eine Via ist eine kleine, mit Metall gefüllte oder beschichtete Öffnung auf der Leiterplatte, die mit den Leiterbahnen beider Seiten verbunden werden kann. Da die Fläche einer doppelseitigen Leiterplatte doppelt so groß ist wie die einer einseitigen, löst die doppelseitige Leiterplatte das Problem der verschachtelten Leiterbahnen, das bei einseitigen Leiterplatten auftritt. Sie kann über Vias mit der anderen Seite verbunden werden und eignet sich daher besser für komplexere Schaltungen als einseitige Leiterplatten.
Mehrschichtplatine
Um die bedrahtbare Fläche zu vergrößern, verwenden mehrlagige Leiterplatten mehrere ein- oder doppelseitige Leiterbahnen. Dabei werden abwechselnd eine doppelseitige Leiterbahn als Innenlage und zwei einseitige als Außenlage oder umgekehrt verwendet. Die Leiterbahnen werden mithilfe eines Positionierungssystems und isolierendem Bondmaterial auf den Leiterplatten miteinander verbunden. So entstehen je nach Designvorgaben vier- oder sechslagige Leiterplatten, die auch als mehrlagige Leiterplatten bezeichnet werden.
Die Anzahl der Lagen einer Leiterplatte bedeutet nicht, dass mehrere unabhängige Leiterbahnen vorhanden sind. In bestimmten Fällen werden Leerlagen eingefügt, um die Dicke der Leiterplatte zu steuern. Normalerweise ist die Anzahl der Lagen gerade und umfasst die beiden äußersten Lagen. Die meisten Motherboards haben eine 4- bis 8-lagige Struktur, technisch gesehen kann eine Leiterplatte jedoch fast 100 Lagen umfassen. Die meisten großen Supercomputer verwenden recht viellagige Motherboards, aber da diese Computertypen mittlerweile durch Cluster aus vielen herkömmlichen Computern ersetzt werden können, werden extrem viellagige Leiterplatten nach und nach nicht mehr verwendet. Da die Lagen in der Leiterplatte eng integriert sind, ist die tatsächliche Lagenanzahl in der Regel nicht leicht zu erkennen. Bei genauer Betrachtung des Motherboards lässt sie sich jedoch erkennen.
