Definition und Geschichte von Multilayern

Definition Multilayer

Multilayer ist die englische Abkürzung für Multilayer Board, was auf Deutsch übersetzt Mehrlagenplatine heißt. Im Gegensatz zur Standardplatine mit zwei Außenlagen, der sogenannten Löt- und Bestückungslage, sind in der Multilayer im Kern noch weitere Lagen integriert. Bei einer klassischen 4-lagigen Schaltung ist die Multilayer mit einer Bestückungs-, Ground, Signal- und Lötlage bestückt.

Geschichte des Multilayer

Die Multilayer ist die Antwort auf die seit den 80iger Jahren rasant steigenden Anforderungen an das Leiterplattenlayout durch eine erhöhte Packungsdichte von elektrischen Bauteilen und komplexeren Mikrochips. Elektrische Impulse konnten nun über das Konstrukt von Multilayern ohne Störungsimpulse von A nach B geleitet werden, indem Überkreuzungen durch die Verlegung des Leiterzuges über eine durchkontaktierte Bohrung in einer inneren Lage der Multilayer vermieden werden.

Bei den durchkontaktierten Bohrungen, die die Lagen verbinden, unterscheidet man zwischen:

• Vias, die komplett durchgängig sind von der Löt- zur Bestückungsseite
• Blind Vias, die von außen nur bis zu einer definierten Innenlage geführt werden (Blind Vias) und
• Buried Vias, die mindestens zwei Innenlagen miteinander verbinden, jedoch keinen Kontakt zu einer Außenlage haben.

Durch die Möglichkeit der Einziehung eines sogenannten Groundlayers in eine Leiterplatte ist die Multilayer eine mögliche Lösung für Fragestellungen bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit. Durch das Verlegen von Versorgungsspannungen und Bezugspotentiale in die Innenlagen wird die EMV Verträglichkeit bei Multilayern erhöht. Typisches Konstruktionsprinzip von Multilayer ist die jeweiligen Trennung der einzelnen Lagen durch ein Dielektrikum, dass typischerweise aus FR4 besteht. Diese Trennlagen nennt man Prepregs und sind genauso wie bei doppel- oder einseitigen Platinen mit Harz getränkte Glasgewebe in genau definierten Stärken und Glasgewebearten. Diese werden beim Multilayer Pressvorgang unter starkem Druck und großer Hitze mit den Lagen verschmolzen.

Die Dicke der Multilayer hängt ab zum einen von der Anzahl der Lagen (Multilayer haben zwischen 4 bis 24 Lagen) und den Anforderungen an Durchschlagsfestigkeit und eventuellen Vorgaben bezüglich Impedanz. Ebenso spielt bei Multilayern die Kupferstärke eine Rolle in Abhängigkeit davon, ob die Multilayer auch in der Leistungselektronik, z.B. im Bereich E-Speichertechnik oder Servomotoren in Einsatz kommt.

Unterschiedliche Aufbauschemata

Wir möchten Ihnen verschiedenste Aufbauschemata von Multilayern vorstellen.

Für die Herstellung von Multilayern gibt es unterschiedliche Aufbauten. Sie können sich hier selbst davon ein Bild machen.

Die Liste läßt sich jederzeit ergänzen und mit den Anforderungen der jeweiligen Branche ändern sich diese ständig.

Die Zukunft der Multilayer Technologie ist nicht unbedingt von der Erhöhung der Lagenanzahl bestimmt, da Ausschuss und Preis mit der Zahl der Lagen bei der Multilayer zunimmt. Eine Variante von zukünftiger Multilayer Technik ist die Integration von Bauteilen in die Innenlagen (Embedded Multilayer). Die Serienproduktion hierfür ist aber sehr kostenintensiv, so dass sich dieser Bereich bislang auf Speziallösungen beschränkt.