Grupo multicapa:la guía más completa para conocer las capas de PCB

En la piscina multicapa, las placas de circuito impreso tienen una variedad de capas diferentes. Las capas pueden confundir a aquellos que no son del todo entusiastas y expertos en el nicho.

La mayoría de los prototipos de PCB, realizados rápidamente, son de 2 capas. Sin embargo, muchos dispositivos electrónicos no se limitan a placas de doble capa. Requieren tablas más altas y finas.

Este artículo lo ayudará a comprender mejor las capas de PCB y cómo funcionan.

¿Qué son las capas de PCB

1.1 Definición de capas de PCB

Las placas de circuito impreso tienen diferentes significados según el mensaje que se vaya a transmitir. Con respecto a las capas de PCB, también describa como capas de cobre dadas en cierta cantidad y orden.

Las capas de cobre pueden denominarse capas de señal o simplemente capas. Las capas de PCB se nombran según su posición y las funciones que cumplen. Rango de PCB según el número de capas de cobre.

Las placas que tienen una o dos capas, por ejemplo, pueden denominarse PCB de 1 capa o PCB de un solo lado y PCB de dos lados o simplemente PCB de dos lados, respectivamente.

Hay varios tipos de capas de PCB, y los siguientes son los más comunes:

1. Capa mecánica

2. Capas superpuestas/serigrafiadas

3. Capas de enrutamiento

4. Capas de máscara de soldadura

5. Capas de pasta de soldadura

6. Manténgase alejado de la capa

7. Planos de tierra y planos de potencia

8. Dividir planos

Recuerde que no todos los PCB se componen de todas las capas enumeradas anteriormente. Los detalles de su diseño son los que determinan la necesidad de varios tipos de capas. Los tableros de una sola capa generalmente comprenden tipos de seis capas.

Estos incluyen una capa mecánica, de bloqueo, de enrutamiento, superpuesta, de máscara de soldadura y de pasta de soldadura.

Cuando se trata de PCB multicapa, consisten en seis capas, además de una combinación de otras plantas de energía, planos de tierra y capas de enrutamiento adicionales.

Las placas de circuito impreso de dos, cuatro y seis capas son las placas más comunes y no es inusual tener placas de circuito impreso con más de 12 capas.

1.2 Capa mecánica

Si bien puede tener varias capas mecánicas, aún necesitará una, al menos, para construir su tablero. La capa mecánica más básica define las dimensiones físicas de tu placa.

La capa mecánica también se conoce como Mecánica 1. La capa que el fabricante utilizará para cortar la placa de circuito de su material.

Las placas de circuito impreso pueden ser tan simples como una sola capa de enrutamiento que describe las dimensiones físicas de su placa o tan complejas como una placa con muchas capas, incluidas todas las capas mencionadas en este artículo.

Por otro lado, cuando se considera por separado, cada capa individual tiene una función particular y mera. Es esencial comprender el propósito de cada capa porque, en el momento en que lo hace, la construcción de PCB se vuelve extremadamente simple, independientemente de lo complicada que sea la placa.

Este marco puede ser un rectángulo simple, una forma complicada con esquinas curvas y/o recortes.

Aunque esto es raro, se incluyen más capas mecánicas, especificando especificaciones de herramientas e información automática miscelánea adicional. Sin embargo, estas capas mecánicas adicionales no son necesarias para la mayoría de las placas de circuito impreso.

Apilamiento de capas (distinguir con capas de PCB)

2.1 ¿Qué es la acumulación de capas?

Una acumulación de capas es la colocación adecuada de un tipo de capa. Los PCB se clasifican en general en tres:

• Capas individuales.
• Doble capa.
• Multicapas.

Los términos anteriores describen el número de capas de cobre en una PCB. El PCB multicapa describe aquellos con más de dos capas en el rango de 4, 6 y 8.

En una capa múltiple, las capas superior e inferior se conocen como capas externas, mientras que las intermedias se conocen como capas internas. La complejidad en la fabricación de placas de circuito impreso multicapa las hace bastante costosas en comparación con las placas de circuito impreso de una o dos capas.

En la acumulación de capas, hay algunas cosas que puede tener en cuenta, y estas incluyen las siguientes:

• El material del sustrato.
• El orden de las capas de PCB.
• El grosor del cobre.

Los diferentes diseños de circuitos tienen diferentes apilamientos de capas que se adaptan a ellos apropiadamente. El apilamiento de capas es esencial para el funcionamiento de las placas de circuito impreso.

Pueden surgir diferentes problemas cuando la acumulación de una capa no está bien planificada, y tales incluyen:

• Señales diafonía.
• Acoplamiento.
• Exceso.
• Sobrepasar.
• Interferencias electromagnéticas.
• Disipación de señal.

Para evitar los problemas anteriores y aún más, es vital tener una capa de PCB bien planificada. Puede ahorrar mucho si diseña un apilamiento eficiente de capas de PCB, lo que puede contribuir en gran medida a evitar posibles problemas que puedan surgir debido a un diseño inadecuado.

En Layer Stackup, además del orden de las capas de PCB, también se consideran el material del sustrato y los espesores de cobre.

Hay diferentes pilas de capas para diferentes tipos de diseños de circuitos. Una pila de capas de PCB bien planificada garantiza el mejor rendimiento de la PCB, como la disminución de las interferencias electromagnéticas, la diafonía de las señales, el acoplamiento, el sobreimpulso y el subimpulso, y la disipación de la señal.

El diseño que debe completarse y la calificación por primera vez pueden reducir significativamente los costos y el tiempo del ciclo de diseño. Es posible si los problemas de integridad de la señal se eliminan antes de que surjan.

En la figura 1 a continuación, se muestran dos esquemas de apilamiento de 8 capas que enfatizan el orden cambiante de las capas.

Aparte de las capas de señales, los planos de potencia también juegan un papel vital en el desarrollo exitoso de productos.

Las señales, ya sean digitales o analógicas, pueden enrutarse a través de líneas microstrip o strip que reducen la diafonía y, en consecuencia, mejoran la integridad de la señal.

Las señales de baja frecuencia se enrutan en las capas internas, mientras que las señales de alta frecuencia se enrutan en las capas externas.

Es una buena práctica colocar una capa de plano de tierra adyacente a cada capa de señal; sin embargo, para reducir el apilamiento de capas y el costo de fabricación, la capa de tierra se coloca después de cada dos capas de señal. Los planos de potencia también deben estar adyacentes a los planos de tierra que hacen el acoplamiento apretado.

Los planos de potencia se dividen en más de una parte en el caso de múltiples rieles de suministro de energía. Por lo general, el grosor de la placa de circuito impreso es de 1,6 mm, pero es difícil mantener un grosor de 1,6 mm en más de 12 capas.

En la figura 1 a continuación, se muestran dos esquemas de apilamiento de 8 capas que enfatizan el orden cambiante de las capas.

En la figura 2 se describe el esquema de apilamiento de PCB de 10 capas.

2.2 Distinguir las capas de PCB de la pila de capas

Por mucho que estos dos términos parezcan significar lo mismo, este no es el caso en absoluto. Una acumulación de capas, como se define anteriormente, es la ubicación adecuada de un tipo de capa.

Por otro lado, las capas de PCB se refieren a capas de cobre dadas en cierta cantidad y orden. Mientras que el apilamiento de capas se ocupa de la planificación de las capas, las capas de PCB se ocupan de la cantidad y el orden de las capas.

Tipos de capas de PCB

3.1 PCB de 1 capa

A menudo denominado PCB de una sola capa, el PCB de una capa se imprime desde un lado; esto implica que la placa de circuito impreso está en un lado junto con un material conductor, mientras que en el otro lado están conectados los componentes electrónicos.

Al principio, todos los PCB se diseñaban manualmente, pero ahora se pueden crear utilizando un software especializado, como el software eagle PCB, debido a los avances tecnológicos. Se realiza mediante el uso de computadoras que cuentan con este programa.

Los PCB de una sola capa vienen en diferentes tipos. Algunos de ellos incluyen lo siguiente:

• PCB flexibles. Estos PCB de una sola capa están hechos de material flexible en lugar de rígido. Tales materiales que puede usar en este caso incluyen plásticos. El costo de producción de este tipo de PCB de una sola capa es bastante alto, lo que lo hace antieconómico.

• PCB rígidos. Estos PCB de una sola capa están hechos de materiales rígidos como la fibra de vidrio. No son flexibles y, por lo tanto, no pueden permitir que el circuito se doble. Se utilizan comúnmente en la mayoría de los dispositivos, como calculadoras, fuentes de alimentación y otros.

• PCB'S de alta frecuencia. Estos PCB de una sola capa se utilizan en circuitos que requieren frecuencias significativamente altas para funcionar. Al elegir el material correcto que se utilizará para tales PCB, la expansión térmica, la absorción de agua y la pérdida dieléctrica son algunos de los factores que se consideran

• PCB rígido-flexibles. Estos PCB de una sola capa están hechos de una combinación de plástico y fibra de vidrio. Ambos materiales se combinan en una sola capa. Esta combinación reduce el tamaño y el peso de la PCB en consecuencia.

• PCB con respaldo de aluminio. Estos PCB de una sola capa están hechos de material de aluminio. El diseño de esta PCB es casi similar al de la de cobre, solo que la diferencia se da en el artículo que se ha utilizado.

Los PCB de capa son bastante simples, como puede ver. Sin embargo, no dejes que su simplicidad te engañe por lo que pueden lograr. Pueden ser simples, pero producen mucho en cuanto a trabajar en dispositivos complejos. Hay algunas funciones que realizan, y algunas de ellas incluyen lo siguiente:

• 1. Se utilizan en circuitos de equipos de radio y estéreo.
• 2. Se utilizan en cámaras digitales.
• 3. Se utilizan en fotocopiadoras e impresoras.
• 4. Se utilizan en calculadoras digitales.
• 5. Se utilizan en máquinas expendedoras.

Los PCB de una sola capa tienen algunas ventajas, por ejemplo:

• Fácil de idear y diseñar.
• Fácil de instalar.
• Económico.
• Es fácilmente comprensible.
• Hay pocas probabilidades de cortocircuito.
• Más confiable y eficiente.

3.2 PCB de 2 capas

Una PCB de dos capas también se denomina PCB de doble capa o de doble cara. Está hecho principalmente de un sustrato de epoxi de vidrio FR-4 laminado con una fina película o capas de cobre en ambos lados. Es el PCB más simple y económico de diseñar.

Una PCB de dos capas puede fabricarse fácilmente en una fábrica profesional de prototipos de PCB (p. ej., wellpcb.com) y fabricarse en casa. La placa de circuito impreso de dos capas solo tiene las capas de cobre superior e inferior.

Es un diseño sencillo de elaborar, sin olvidar lo económico que es también. Este diseño de PCB se puede fabricar fácilmente en casa con el software adecuado. En su mayoría, solo lo fabrican empresas de creación de prototipos de PCB.

Las capas de PCB en este diseño son principalmente la capa de señal que forma la capa superior y la capa inferior formada por componentes eléctricos. Todos los componentes de una PCB de doble capa son los siguientes:

• Trazar.
• Almohadillas.
• Capas de PCB que incluyen la capa de seda, la capa superior y la capa inferior.
• Máscara de soldadura.

Hay algunos lugares en los que se utilizan PCB de doble capa. Algunas de las áreas de aplicación incluyen las siguientes:

• En iluminación. Los PCB de doble capa se utilizan en las luces LED y, por lo tanto, en la potencia que tienen.

• En dispositivos médicos. Los PCB de doble capa se utilizan en equipos médicos como marcapasos y máquinas de verificación CAT.

• Industrias automotriz y aeroespacial. Tanto en la industria del automóvil como en la de la aviación, los PCB tienen un uso importante. Los PCB de doble cara para ser más precisos, se utilizan mayoritariamente en estas dos industrias.

Los PCB de doble capa vienen con una amplia gama de ventajas. Puedes echar un vistazo a algunos de ellos a continuación:

• Facilitan el tendido de vías.
• Permitir mayor grosor en los segmentos.
• Ofrece dispersión de calor ampliada.

3.3 PCB de 4 capas

Una PCB de cuatro capas tiene cuatro capas de cobre. Las capas superior e inferior son las capas de enrutamiento, mientras que las dos capas intercaladas son los planos de alimentación y tierra.

Entre las cuatro capas, las capas de cobre de PCB están el núcleo y el preimpregnado. Durante la fabricación, todos estos elementos se juntan (emparedados) mediante un laminado sometido a altas temperaturas y presiones para garantizar que todo el apilamiento se mantenga unido.

La PCB de cuatro capas puede contener vías pasantes, vías ciegas y vías enterradas. Para una PCB de cuatro capas, la vía enterrada solo puede estar entre la segunda y la tercera capa, y las vías ciegas pueden estar entre la parte superior (primera) y la segunda capa o entre la parte inferior (cuarta) y la tercera capa.

La acumulación típica para una placa de cuatro capas sería alimentación y tierra para las dos capas internas y luego las señales en las dos capas externas. Por lo general, se enrutarían las dos capas de señal de forma perpendicular.

No es tan crítico si las capas están separadas por energía y tierra, pero si tiene señales en capas adyacentes, se vuelve más importante minimizar la diafonía.

En cuanto a la numeración, se suele ir del 1 al n, empezando por arriba y bajando hacia abajo. Esta es la única convención; puede hacer lo que quiera, ya que proporcionará la información acumulada cuando envíe los archivos para producción.

En la fabricación de una placa de circuito impreso de cuatro capas, el costo puede ser bastante útil en caso de que tenga una planta de fabricación.

3.4 PCB de 6 capas

El diseño que hace que la PCB de seis capas sea inmune y silenciosa. Hay algunas razones por las que la PCB de seis capas es ventajosa en comparación con las demás. Algunas de las ideas incluyen lo siguiente:

• El calco que se encuentra entre la tercera y la primera capa no requiere ningún tratamiento especial.

• Cada rastro tiene proximidad al suelo.

3.4.1 Plano de referencia

El plano de referencia se utiliza para transferir la corriente de retorno. En el diseño de cuatro capas, la capa uno tiene una moneda de retorno de alta frecuencia en la segunda capa y la cuarta capa también tiene una alta frecuencia en la tercera capa; por lo tanto, no hay diferencia con la PCB de seis capas.

Cuando los planos de referencia se acerquen a las capas de enrutamiento o de señal, habrá cortado el área del bucle que determina las emisiones radiadas. y la susceptibilidad cuando en alta frecuencia.

Los siguientes son algunos de los factores que hacen que la pila de seis capas funcione bien.

1. La proximidad al suelo por cada rastro.

2. La proximidad de los planos de tierra y el poder que crea la capacitancia del planificador.

3. El calco entre la tercera y la primera capa que no requiere ningún tratamiento especial.

4. El plano de referencia de la capa cuatro es más alto que la distancia entre él y la capa 2.

3.4.2 El diseño común de apilamiento de PCB de 6 capas

El mejor diseño de PCB de seis capas requerirá costuras para conectar dos planos de tierra que se encuentran en el PCB, que se supone que deben devolver la corriente a los planos de referencia. Algunas personas dicen que agregar planos de tierra adicionales ayuda a protegerse contra las emisiones y la inmunidad.

3.4.3 Los cortes en el plano de la placa de circuito impreso eliminan la compatibilidad electromagnética

Los cortes del avión pueden ser devastadores para la EMC tanto en emisiones como en susceptibilidad. Los cortes o vacíos en el plano son cuando la potencia o el plano de tierra tiene un corte intencional o no intencional a través de una parte determinada de un plano. Los cortes planos vienen en diferentes tamaños y formas.

Una ruta de retorno de corriente en el avión está a unas pocas miles de pulgadas de distancia, y en buenos diseños, la pista corre adyacente al avión, por lo que hace que la ruta de corriente de retorno esté cerca, formando así un área de bucle relativamente pequeña.

Cuando introduzca algún vacío en la capa del plano de cobre, tendrá que crear un bucle necesario para que el trazo corra a través de los vacíos y los cortes del plano. Hace que el área del bucle actual sea mucho más significativa.

3,5 PCB de 8 capas

Una placa de ocho capas puede agregar dos capas de enrutamiento más o mejorar el rendimiento de EMC agregando dos planos más.

El aumento porcentual en el costo de una placa de ocho capas sobre una placa de seis capas es menor que el aumento porcentual al pasar de cuatro a seis capas, lo que facilita la justificación del aumento de costos para mejorar el rendimiento de EMC.

Por lo tanto, la mayoría de las placas de ocho capas constan de cuatro capas de cableado y cuatro planos.

En general, para hacer una PCB de ocho capas, necesita capas alternas de la capa de cobre, el preimpregnado y el núcleo. El preimpregnado actúa como el pegamento que combina firmemente la acumulación de PCB de ocho capas en una sola placa.

Siguiendo las reglas para mejorar la compatibilidad electromagnética, una configuración simple de PCB de ocho capas se vería como se muestra a continuación. Es importante tener en cuenta que una PCB de ocho capas puede lograr una alta integridad de la señal en comparación con PCB de 6 capas e inferior.

Puede elegir el método de diseño de apilamiento de PCB de acuerdo con la cantidad de redes de señal, la densidad del dispositivo, la densidad del PIN, la frecuencia de la señal y el tamaño de la placa. Cuanto mayor sea el número de redes de señal, mayor será la densidad del dispositivo; cuanto mayor sea la densidad de PIN, mayor será la señal.

Además, para un buen rendimiento de EMI, es mejor asegurarse de que cada capa de señal tenga su referencia.

Algunas ventajas vienen con el uso de una PCB de ocho capas. Algunas de las ventajas y beneficios incluyen lo siguiente:

• Reduce las interferencias electromagnéticas que pueden provocar interrupciones.

• Mejora la integridad de la señal.

3.6 PCB multicapa

3.6.1 PCB de 32 capas

Es simplemente una PCB multicapa que se compone de 32 capas. Las capas se juntan para funcionar como una sola PCB. Estas capas de PCB son avanzadas y, por lo tanto, requieren desarrollar habilidades y precisiones.

Cada diseño de una PCB comienza con el software. Para una placa de circuito impreso de 32 capas, se realiza una acumulación que contiene muchas capas de placa de circuito impreso. Es posible gracias al uso de una máquina que intercala las capas.

Hay algunas razones por las que puede optar por utilizar la PCB de 32 capas. Algunas de las ideas incluyen lo siguiente:

• Utilizado en sistemas aeroespaciales.

• Utilizado en el campo de la automoción.

Técnica detrás de PCB de 32 capas

Para fabricar una PCB de 32 capas, se construye un Stack-Up formado por varias capas de PCB.

Es posible intercalando varios PCB de doble capa con la ayuda de una capa aislante de fibra epóxica entre cada dos PCB de doble capa. Este material aislante también se denomina preimpregnado.

Implica que los componentes básicos de cualquier PCB multicapa son una PCB de doble capa.

Con esta técnica de fabricación de PCB de dos caras disponible y máquinas más avanzadas para manejar la mayor complejidad, la fabricación de una PCB de 32 capas o incluso de 50 capas es factible.

Aplicaciones de PCB de 32 capas

¿Por qué necesitamos estos PCB de 32 o 50 capas? Una de las razones obvias es integrar de manera eficiente toda la electrónica del sistema necesaria en una placa de circuito impreso de tamaño pequeño.

Aunque el ensamblaje de los componentes está dedicado a las capas superior e inferior, es posible tener componentes entre el Stack-up. La industria aeroespacial hace un excelente trabajo al hacer estos complejos diseños de PCB.

En cualquier sistema aeroespacial, el objetivo es tener muy poca o ninguna emisión electromagnética posible. Organizar una PCB durante la fase de diseño hace un gran trabajo para detener estas emisiones.

Cada capa de PCB generalmente se dedica a una función específica que no entra en conflicto con otras capas. Por ejemplo, las capas intermedias podrían usarse como planos de suministro de energía, mientras que las capas superior e inferior se reservan para la colocación de componentes.

3.6.2 PCB multicapa

Los PCB multicapa tienen un número ilimitado de capas conductoras. La ayuda de capas aislantes luego separa las capas. Suelen estar formados por el interior de los tableros de doble cara. Las capas exteriores se componen generalmente de tableros de una sola cara.

Los fabricantes de PCB de múltiples capas utilizan calor y presión para unir cada una de las capas de PCB para formar una placa de PCB. Cualquier PCB que tenga más de dos capas se puede clasificar como PCB multicapa.

Su apilamiento debe realizarse de manera que el tablero completo cumpla con las necesidades de señal y potencia eléctrica y cumpla con los requisitos de resistencia mecánica. La mayoría de los diseños de PCB profesionales pueden exhibir alrededor de 15 dB menos de emisiones.

Hay algunas razones por las que debería considerar el uso de una placa de circuito impreso multicapa sobre las placas de circuito impreso de una o dos caras. Algunas de estas razones incluyen las siguientes:

• Dan como resultado productos confiables y de alta calidad.
• Tienen una mayor densidad de ensamblaje.
• Aumenta la funcionalidad.

Precauciones

Al hacer una placa de circuito impreso multicapa, debe planificar la configuración del apilamiento de su placa de circuito impreso. Una configuración de PCB incorrecta puede dar lugar a interferencias electromagnéticas no deseadas y a una mala integridad de la señal.

A continuación se presentan algunos de los aspectos esenciales que se deben tener en cuenta sobre la señal al realizar un diseño de PCB multicapa.

• Tenga en cuenta el tipo de señales que se enrutarán, por ejemplo, diferentes frecuencias de señal
• Considere la subida y bajada de la señal
• Retorno suficiente para el bucle de señal

Retraso probable de la señal causado por la permitividad:posible conexión cruzada y superposición

Piscina multicapa

Un circuito que tiene más de dos capas se conoce como PCB multicapa. Por lo tanto, esto implica que el número mínimo de capas de PCB presentes para una PCB multicapa es tres. Laminar los materiales juntos no es fácil pero es necesario para una piscina multicapa.

Una piscina multicapa no debe tener aire atrapado en el medio. En la fabricación de la piscina multicapa es necesario el software de diseño Eagle PCB.

El proceso es complicado y, como es habitual, comienza con la preparación de un diagrama esquemático. Luego, el esquema se edita mediante el uso del menú del editor que se encuentra en el software Eagle.

Quizás se pregunte por qué la mayoría de las capas de PCB son uniformes. Es importante tener en cuenta que es más rentable preparar capas pares que impares. Esta es, por lo tanto, la razón que contribuye a que las capas sean uniformes.

4.1 PCB multicapa

En la fabricación de PCB multicapa, tanto el núcleo como los materiales preimpregnados se utilizan para fabricar las capas. Los materiales preimpregnados son aquellos que no están curados, lo que significa que son maleables.

Los materiales alternativos tanto del preimpregnado como del núcleo se laminan juntos a altas temperaturas y presiones, haciendo que el preimpregnado sea material, y las capas se unen después de enfriarse y dan como resultado una placa multicapa dura y sólida.

Tenga en cuenta que la PCB multicapa viene con una amplia gama de ventajas que incluyen:

• Mayor flexibilidad
• Mayor densidad de ensamblaje
• Características de impedancia controlada
• Tamaño pequeño
• Tener un blindaje EMI
• Elimina la necesidad de interconectar arneses, lo que reduce el peso total

4.2 Proceso de agrupación multicapa

El proceso de fabricación de múltiples PCB implica el uso del software Eagle en el diseño de PCB. Es un procedimiento complicado que comienza completando un diagrama esquemático. El esquema se edita a través del menú del editor a través del software Eagle.

4.3 Piscina multicapa

Después de diseñar y dibujar el diagrama esquemático, lo siguiente que debe hacerse es trabajar en el diseño; Esto se puede hacer trayendo la dimensión de su placa de circuito impreso y cargándola en un software.

Si está utilizando el software Eagle, tendrá la oportunidad de elegir una cuadrícula adecuada para ayudar a cada capa de PCB superposición. Esto se puede hacer usando un botón que dirige cada una de las capas por separado según sus necesidades.

Como alternativa, puede crear el grupo multicapa para la PCB al crearlo automáticamente con el software Eagle. Sin embargo, si elige esta técnica, será necesario que coteje los componentes, el texto, las capas y las dimensiones.

Luego debe usar la opción de regla de verificación para evaluar el diseño final.

4.4 Placas de circuito multicapa

Las placas de circuito impreso multicapa se han convertido en el núcleo de la electrónica mundial. Son las funciones esenciales de componentes y cableado; Esto ha hecho que las nuevas PCB sean más avanzadas y sofisticadas.

Brinda a los usuarios finales opciones flexibles avanzadas y variedades de formas extrañas para elegir. Los PCB para componentes electrónicos simples constan de una sola capa, mientras que los PCB sofisticados, como los que se utilizan en las placas base de las computadoras, tienen múltiples capas; por eso se llaman PCB multicapa.

Es importante tener en cuenta que la tecnología avanzada ha permitido a los fabricantes reducir significativamente el tamaño de las PCB.

Los PCB multicapa son PCB fabricados con al menos tres capas de lámina de cobre. Aparecen como varios PCB de una o dos caras que se pegan con aislamiento térmico y protector. Las dos capas se colocan habitualmente en el lado de la superficie de la PCB.

Las conexiones eléctricas en las capas se logran a través de vías como vías enterradas y enchapado a través de los agujeros; Esto da como resultado una generación de PCB complejas que obtendrá en el mercado, que vienen en diferentes tamaños.

Los PCB multicapa se descubrieron a través de los cambios que se estaban produciendo en el mundo de la electrónica. Su uso y función continuos en el mundo moderno de la electrónica los ha hecho más complejos y sofisticados.

Inicialmente, los PCB tenían sus problemas, incluyendo diafonía, capacitancia y ruido. Como resultado, fue necesario que los fabricantes establecieran restricciones específicas para limitar los problemas.

La consideración del diseño significó que era prudente diseñar PCB que dieran como resultado altos niveles de rendimiento, por lo tanto, la PCB de doble cara, etc. Es esta comprensión la que resultó en el descubrimiento de los PCB multicapa.

Permitió el empaquetado de PCB multicapa en tamaños pequeños para adaptarse a las necesidades cada vez mayores de la electrónica.

Los PCB modernos tienen varias capas que van desde 4 a 12 capas. Las hojas vienen en números pares para reducir problemas como la deformación, que se asocia con un número impar de capas.

Además, es rentable producir un número par de capas en comparación con construir un número diferente de capas.

Además, la mayoría de los dispositivos modernos que incluyen teléfonos inteligentes y dispositivos móviles usan PCB con 12 hojas. Algunos fabricantes pueden fabricar PCB con unas 32 capas.

Tenga en cuenta que, si bien la fabricación de PCB multicapa requiere mucha mano de obra y es costosa, se están volviendo importantes en el mundo moderno.

La razón de esto es que vienen con una gran cantidad de beneficios que los que obtendría con PCB de una o dos capas.

4.5 Ventajas de las PCB multicapa

Son de tamaño pequeño; esta es la característica más excelente de los PCB multicapa. Son más pequeños que los PCB de una o dos capas, lo que resulta en un beneficio significativo para las tendencias actuales.

Son más compactos, robustos y encuentran mucha aplicación en computadoras portátiles, teléfonos inteligentes y tabletas. Son de construcción ligera.

Los PCB más pequeños son menos pesados ​​ya que no usan conectores múltiples que requieren que estén interconectados a PCB de doble capa y simples. Esto aumenta la movilidad de los dispositivos en los que se aplica.

• Alta calidad. La creación de una placa de circuito impreso multicapa requiere una planificación y organización adecuadas, lo que significa que el resultado serán productos de mejor calidad en comparación con las placas de circuito impreso de una o dos capas. Además, estos PCB son más confiables.

• Mayor durabilidad. Los PCB multicapa son duraderos. Pueden soportar mucho peso y pueden manejar el calor y la presión que siempre se les aplica durante la unión. También tienen varias capas de material aislante entre las capas individuales y un agente adhesivo preimpregnado que aumenta su durabilidad.

• Los ensambladores de PCB altamente flexibles que utilizan técnicas de construcción flexibles terminan con PCB multicapa flexibles, que tienen características muy deseables, como la capacidad de aplicarse en áreas donde se requerirá flexión y doblado. Sin embargo, es importante tener en cuenta que cuantas más capas se utilicen en una PCB, menos flexible será.

• Mas poderoso. Los PCB multicapa incorporan muchas capas en una unidad de PCB. Por lo tanto, permiten que la placa sea más conectiva y les otorga propiedades que les permiten lograr una mayor velocidad y capacidad a pesar de que son de pequeño tamaño.

• Punto de conexión único. Los PCB multicapa funcionan en una sola unidad, por lo que siempre tendrán un solo punto de conexión, lo que no ocurre cuando se utilizan varios PCB de una o dos capas. Esto es de gran beneficio para el mundo electrónico, ya que ayuda a minimizar el tamaño y el peso.

4.6 Desventajas

1. Aunque hemos hablado mucho sobre los beneficios de las placas de circuito impreso multicapa, es fundamental que tengan algunos problemas.

2. Son costosos en comparación con los PCB de una sola capa debido al complicado proceso de fabricación y la gran cantidad de tiempo que lleva construirlos. Esto aumenta el costo de la mano de obra, lo que se traduce en precios elevados de los PCB.

3. Son más difíciles de fabricar y requieren más tiempo y técnicas de fabricación avanzadas que las placas de circuito impreso de una sola capa porque cualquier pequeño defecto podría hacerlas inútiles.

4. El suministro es limitado:debido a que necesitan maquinaria costosa para fabricarlos, muy pocos fabricantes pueden producirlos, por lo que su producción es limitada.

5. Requerir un diseño extenso e interconexión entre las capas, y uno debería poder mitigar los problemas de impedancia y diafonía. Cualquier simple error puede provocar que la placa no funcione.

6. La fabricación de PCB requiere mucho tiempo y horas-persona, por lo que a veces es difícil entregar los pedidos dentro de los plazos especificados.

4.7 Cómo se comparan los PCB multicapa con los PCB de una sola capa

1. Son de alta densidad y mayor funcionalidad porque la estratificación aumenta su capacidad y velocidad.

2. Son de tamaño pequeño ya que la adición de capas aumenta su área de superficie, lo que significa que tendrá una alta capacidad de PCB en comparación con lo que puede obtener en PCB de una sola capa.

3. Son livianos ya que requieren menos conectores y se pueden usar en aplicaciones eléctricas complejas.

4. Los PCB multicapa tienen una funcionalidad mejorada en comparación con las capas individuales y tienen un excelente blindaje EMI, impedancia controlada y más funciones a pesar de su pequeño tamaño.

4.8 Aplicación

Multilayer PCBs can be put to just any use and have become a preferred option because it can use them across all technologies.

They are found in almost all electronics, including smartphones, microwaves, and other domestic consumer equipment. They are also used in smartwatches and mobile devices because they are small and have increased functionality.

In computer electronics, they find much application in the motherboards and servers. Their space-saving feature makes it easier for them to be applied widely in the technology industry.

Multilayer PCBs are also widely applied in telecommunication devices. They are used in GPS, signal transmission as well as in satellite applications. Because they are durable, they can easily use them in towers outdoors and on mobile devices.

In industries, multilayer PCBs are quite vital because they are small in size and durable. They are therefore widely applied in industrial control and are used in running machinery in industrial applications.

The medical field has also benefited greatly from PCBs. They are found in equipment that is used in diagnosis as well as those that are used in treatment.

They are small in size lightweight, and so they can use them in heart monitors, x-ray, medical testing devices, and CAT scan equipment.

The military has also benefited a lot from multilayer PCBs. They are deployed in high-speed circuits, and so they are highly utilized in military applications. They are also used in devices that require increased movement.

The automotive industry, especially the electric car, has also significantly benefited from PCBs. They are used in GPS headlight switches and engine sensors.

They are small durable and heat-resistant, a thing that makes them entirely applicable in the automobile environment.

4.9 Multilayer Pool Technology

The technology has allowed the production of quality boards and is considered key to military, communication, and other fields that rely on multilayer PCBs.

The technology enables the manufacturers to fabricate PCBs from materials such as flex, Teflon, and polyimide, allowing them to fulfill their PCB needs.

4.10 Multilayer Pool Switch

PCBs play a vital role in manufacturing computer networking devices such as multilayer switch which provides extra function including routing capability. The switch can prioritize the packets and implement QoS differentiated services in hardware.

4.11 Multilayer Pool Ceramic Capacitor

They are popularly referred to as MLCCs and are used in building blocks in modern electronics. MLCCs make up more than 30% of the components in the hybrid circuit module.

They consist of the monolithic ceramic block with electrodes that appear on the surface end of the ceramic block that forms the contact made by having burnt in metallic layer.

Types

MLCCs come in different kinds that include those that are described as tolerance, capacitance, and dielectric, case size, and so forth. Their values vary, but the most common ones range from 10 nF to 1µF. Also, their voltage rating ranges from 16V to 100V.

As technology advances, more and more multilayer PCBs are produced. These PCBs are finding much application in both the research industry and science. Are used in security appliances, alarm systems as well as fiber optic sensors.

They are also used in weather analysis equipment and atomic accelerators.   Multilayer PCBs are becoming light-weighted, compact, and save on spaces.

PCB Layers Thickness

Different PCB layers have the different thickness depending on where they will be applied. For instance:

• 11 layer boards can be of 20 by 14 dimensions unless given additional specifications.
• Six layer boards are produced on a thickness of 0.031, 0.040, 0.047, 0.062 and 0.125 inches.
• Both the 8 and ten layer boards can be found with the thickness of 0.062, 0.093 and 0.125 inches.

The standard pooling thickness for multilayer PCBs is 1.55mm. This standard measurement is not the actual measurement for all the multilayer PCBs but can be used as a reference in their construction.

Pcb Layers Ordering

PCB layers are arranged in orders. The process of organizing these layers can be as follows:

       • Choosing the initial number of layers. Here you will select the PCB layers that will suit the need you want to achieve. If it is for home prototyping, then one or two layers can be quite useful. Four layers of PCBs are simple or rather cheap boards.

Six-layer PCBs are cheap and abundant. Eight-layer PCBs are quite cost-effective, while the 12 layers PCBs are ideal for heavy industry boards or just boards with many tracks.

• Starting the layout

       • Here, you will begin with the top and bottom signal layers. Depending on the design that you are using, the two top and bottom signals would be just enough unless you have too many connections requiring inner signal layers.

There are some options that you can use to order your PCB layers. The following are some of the most common ones:

• Four layer stack up.
• Six layer stack up.
• Eight-layer stack up.
• Ten layer stack up.
• 12 layer stack up with two additional signal layers.
• 12 layer stack up with 4 GND’s.

You can make a quote of the type of PCB you would want here https://www.wellpcb.com/pcb-quote

Conclusión

As you have seen, PCB layers make up different designs of Printed Circuit Boards for various appliances. Depending on where you would want to use the PCBs, the sheets would vary.

The single and double-sided layers are cheaper to construct but do not perform the complex operations that the multilayer PCBs can do. The multilayer PCBs are used in more advanced machines and electronics as compared to the others.

The multilayer PCBs are made out of three or more PCB layers formed of copper, among other materials. In case of any inquiries and issues, you can contact us through the following:

• [email protected]

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