6-Lagen-Multilayer-Leiterplatte
Mit zwei Lagen mehr als eine 4-Lagen-Platine gewinnt man echte Verlegungsdichte und zwei zusätzliche Signallagen — auf Kosten engerer Registrierungstoleranzen und eines deutlich anspruchsvolleren Aufbaus. So wird eine 6-Lagen-Platine genau gebaut, was daran wirklich schwieriger ist, und welche IPC-Klassen und Toleranzen gelten.
Vier Signallagen, zwei dedizierte Ebenen
Eine 6-Lagen-Platine trägt typischerweise vier Signallagen plus zwei Ebenenlagen, häufig angeordnet als Signal – Masse – Signal – Signal – Versorgung – Signal oder ein ähnliches Muster, das eine Referenzebene neben jeder Signallage hält. Mit nur zwei Ebenenlagen ist eine Signal-zu-Signal-Grenzfläche normalerweise unvermeidbar — die Lösung besteht darin, es bei genau einer zu belassen, sie wie hier auf die beiden innersten Lagen zu legen und dieses Paar orthogonal zueinander zu verlegen (oder als eng gekoppeltes Paar zu behandeln), statt beide wie unabhängige Single-Ended-Lagen zu behandeln. Eine zweite Signal-zu-Signal-Grenzfläche an anderer Stelle im Aufbau, oder eine auf einer Außenlage, ist das, was die Rückweg-Kontinuität tatsächlich unterbricht und durchgängig als die schlechteste EMV-Wahl bei 6 Lagen gilt.
Die zwei zusätzlichen Lagen gegenüber einer 4-Lagen-Platine kaufen echte Verlegungsdichte, Platz für mehrere isolierte Versorgungsschienen und Signallagen, die jeweils an mindestens eine Referenzebene grenzen — auf Kosten eines wirklich anspruchsvolleren Aufbaus: mehr Innenlagen-Belichtungs-/Ätz-/AOI-Zyklen, engere Registrierungstoleranz kumuliert über mehr Grenzflächen, und weit mehr Lagenpaar-Kombinationen, die elektrisch geprüft werden müssen.
- Telekommunikations- & Netzwerkinfrastruktur
- Industrielle Automatisierungssteuerungen
- ADAS-nahe Automobil- und Ethernet-Module
- Dichtere Embedded- und Mixed-Signal-Systeme
- Designs mit mehreren isolierten Versorgungsschienen
Der Fertigungsprozess — und was schwieriger ist als bei 4 Lagen
Eine Standard-6-Lagen-Platine nur mit durchgehenden Vias wird immer noch aus mehreren Kernen und Prepreg gebaut, gepresst in einem Laminierzyklus — echte separate, sequenzielle Presszyklen sind Designs vorbehalten, die Blind- oder Buried-Vias benötigen. Was bei 6 Lagen tatsächlich schwieriger wird, sind Registrierung, Inspektionsumfang und die Komplexität des elektrischen Tests.
Innenlagen-Belichtung & -Ätzen
Wird nun auf zwei doppelseitige Kerne (vier Innenlagen) statt auf einen angewendet — doppelt so viel Innenlagen-Belichtungs- und Ätzarbeit wie bei einer 4-Lagen-Platine.
Innenlagen-AOI
Jede Innenlage wird vor dem Lagenaufbau optisch geprüft — mit mehr Lagen gibt es mehr Durchgänge und mehr Chancen, einen Fehler zu erkennen, bevor er dauerhaft wird.
Oxidbehandlung
Jeder Innenkern erhält eine Schwarz-/Braunoxid-Behandlung, um das Kupfer für eine zuverlässige Bindung mit dem umgebenden Prepreg aufzurauen.
Lagenaufbau
Zwei Innenkerne, Prepreg-Bögen und die Außenfolien werden in der richtigen Reihenfolge gestapelt. Die Registrierung ist hier kritischer als bei 4 Lagen — es gibt einfach mehr Kern-/Prepreg-Grenzflächen, die alle ausgerichtet sein müssen.
Laminierung
Der gesamte Sechs-Lagen-Stapel wird in einem einzigen Presszyklus unter Hitze und Druck gehärtet, wodurch jede Lage zu einer massiven Platine verbunden wird.
Bohren
Eine Standard-Durchgangsbohrung durchdringt weiterhin alle sechs Lagen, sofern keine Blind- oder Buried-Vias spezifiziert wurden — die bei 6 Lagen deutlich nützlicher werden, da ein Via an einer Innenlage enden kann, statt durch unbeteiligte Lagen zu bohren.
Desmear / Etchback
Harzverschmierung wird aus jeder Bohrungswand entfernt — mit mehr freiliegenden Innenlagen-Kupferringen in jeder Bohrungshülse gibt es mehr Grenzflächen, die jeweils eine saubere Verbindung brauchen.
PTH-Galvanik
Stromlose und galvanische Verkupferung bildet die Hülse, die alle sechs Lagen verbindet, und braucht nun zuverlässigen Kontakt über sechs Restringe statt vier.
Außenlagen-Belichtung & -Ätzen
Das finale äußere Schaltungsmuster wird auf beiden äußeren Kupferfolien belichtet und geätzt.
Lötstopplack & Bestückungsdruck
Wird auf beiden Außenseiten aufgebracht und ausgehärtet, wie üblich.
Oberflächenfinish
Wird auf jedes freiliegende Pad aufgebracht, für zuverlässiges, oxidationsfreies Löten.
Fräsen/Trennen
Platinen werden aus dem Fertigungsnutzen zu ihrer endgültigen Kontur geschnitten.
Elektrischer Test
Die Zahl der zu prüfenden Lagenpaar- und Netzpaar-Kombinationen für Isolation wächst mit der Lagenzahl schnell — dieser Schritt ist merklich aufwändiger als bei einer 4-Lagen-Platine, und dickere Nutzen brauchen zusätzliche Fixturen, um Verzug beim Testen zu verhindern.
Registrierungsprüfung
Röntgen- oder Querschliffinspektion ist hier noch wichtiger — das kumulative Fehlausrichtungsrisiko wächst mit jeder zusätzlichen Lagengrenzfläche, und ein Registrierungsfehler verkleinert die Kontaktfläche zwischen einem Via und seinem Fangpad.
Endkontrolle
Ein letzter optischer Durchgang der Außenlagen, dann maßliche und visuelle Prüfung gegen Zeichnung und vereinbarte IPC-Klasse.
Mehr Kerne, mehr zu verwaltende Kupferbalance
Ein 6-Lagen-Stapel wird aus zwei doppelseitigen Kernen (die die vier Innenlagen bilden) plus Prepreg und äußerer Kupferfolie gebaut, kombiniert, um die angestrebte Gesamtdicke zu erreichen. High-Tg-Material (170°C+) ist bei dieser Lagenzahl die sicherere Standardwahl, nicht nur ein Upgrade — bleifreier Reflow bei 245–260°C setzt echten thermischen Stress durch einen dickeren, komplexeren Stapel, und Standard-Tg-Material neigt unter diesem Stress eher zur Delamination.
Kupferbalance zählt bei 6 Lagen mehr als bei 4. Die Kupferabdeckung innerhalb von etwa 10–15% zwischen benachbarten Lagen zu halten, ist die Standardempfehlung — Platinen mit über ~20% Ungleichgewicht zwischen benachbarten Lagen sind deutlich verzugsanfälliger bei der Laminierung, und mit sechs Lagen gibt es einfach mehr benachbarte Lagenpaare, wo sich dieses Ungleichgewicht einschleichen kann. Funktionsloses Kupfer ("Thieving") in dünn besetzten Bereichen ist die günstige Standardlösung.
Layout- & DFM-Richtlinien für 6-Lagen-Platinen
Die zusätzlichen Lagen zahlen sich nur aus, wenn Lagenaufbau und Via-Strategie bewusst geplant werden.
IPC-Klassen & Qualitätsstandards
6-Lagen-Platinen landen häufig genug in anspruchsvollen Endanwendungen, dass Klasse 3 eine gängige, keine außergewöhnliche Spezifikation ist.
| IPC-6012-Klasse | Typische Verwendung | Lagenregistrierung |
|---|---|---|
| Klasse 1 | Allgemeine Konsumelektronik | — |
| Klasse 2 | Elektronik für dedizierten Einsatz — gängiger Standard bei 6 Lagen | ≈ ±75 µm (3 mil) |
| Klasse 3 | Hohe Zuverlässigkeit — Telekommunikation, Industrie, Luftfahrt — bei 6 Lagen häufig spezifiziert | ≈ ±50 µm (2 mil) |
Klasse 3 verschärft auch die Anforderungen an den minimalen Restring und die Galvanikdicke, und falls das Design Blind- oder Buried-Vias verwendet, erhalten diese eigene klassenspezifische Füll- und Fangpad-Regeln, um Flussmitteleinschluss und elektrochemische Migration zu verhindern. Wie bei 4 Lagen legt IPC-A-600 die visuellen Abnahmekriterien fest, IPC-2221/2222 regelt die zugrunde liegenden Designregeln, und Querschliff gemäß IPC-TM-650 Methode 2.1.1 ist der Weg, wie Registrierung und Galvanikqualität an einer fertigen Platine tatsächlich verifiziert werden.
Unsere echten Spezifikationen für 6-Lagen-Platinen
Alles oben ist allgemeine Industriepraxis. Das hier fertigen wir tatsächlich, inhouse, in Iași.
| Leiterplattendicke | 0,51 – 2,4 mm |
| Kupferstärke | 18 / 35 / 50 / 70 µm |
| Glasübergangstemperatur (Tg) | 135 °C Standard, 150 °C oder 170 °C auf Anfrage |
| Minimale Leiterbahn / Isolation | 0,15 mm / 0,15 mm |
| Minimale Bohrung | 0,3 mm (0,5 mm Pad) |
| Maximaler Nutzen (4–6 Lagen) | 335 × 440 mm |
| Lötstopplack | Grün, Weiß, Schwarz, Rot, Blau, Gelb |
| Oberflächenfinish | HASL-LF (bleifrei, RoHS-konform) |
| Prüfung | 100-%-Elektrotest (Kurzschluss und Unterbrechung, Flying Probe) und AOI-Prüfung an jeder Platine |
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