La llegada de los PCB multicapa

Históricamente, las placas de circuito impreso se caracterizaban principalmente por su estructura de una o dos capas, lo que imponía limitaciones a su idoneidad para aplicaciones de alta frecuencia debido al deterioro de la señal y a la interferencia electromagnética (EMI). Sin embargo, la introducción de placas de circuito impreso de múltiples capas ha dado como resultado avances notables en la integridad de la señal, la mitigación de la interferencia electromagnética (EMI) y el rendimiento general.

Los PCB multicapa (Figura 1) constan de numerosas capas conductoras separadas por sustratos aislantes. Este diseño permite la transmisión de señales y planos de potencia de forma sofisticada.

Las placas de circuito impreso (PCB) multicapa se distinguen de sus contrapartes de una o dos capas por la presencia de tres o más capas conductoras que están separadas por material aislante, comúnmente conocido como capas dieléctricas. La interconexión de estas capas se ve facilitada por vías, que son minúsculos conductos conductores que facilitan la comunicación entre distintas capas. El complicado diseño de los PCB multicapa permite una mayor concentración de componentes y circuitos complejos, lo que los hace esenciales para la tecnología de última generación.

Los PCB multicapa suelen exhibir un alto grado de rigidez debido al desafío inherente de lograr múltiples capas dentro de una estructura de PCB flexible. Las conexiones eléctricas entre capas se establecen mediante la utilización de varios tipos de vías (figura 2), incluidas vías ciegas y enterradas.

La configuración implica la colocación de dos capas en la superficie para establecer una conexión entre la placa de circuito impreso (PCB) y el entorno externo. En general, la densidad de las capas de las placas de circuito impreso (PCB) es uniforme. Esto se debe principalmente a la susceptibilidad de los números impares a problemas como la deformación.

El número de capas normalmente varía según la aplicación específica, y suele estar dentro del rango de cuatro a doce capas.
Normalmente, la mayoría de las aplicaciones necesitan un mínimo de cuatro y un máximo de ocho capas. Por el contrario, aplicaciones como los teléfonos inteligentes emplean predominantemente un total de doce capas.

Aplicaciones principales

Los PCB multicapa se utilizan en una amplia gama de aplicaciones electrónicas (Figura 3), que incluyen:

●Electrónica de consumo, donde los PCB multicapa desempeñan un papel fundamental proporcionando la energía y las señales necesarias para una amplia gama de productos como teléfonos inteligentes, tabletas, consolas de juegos y dispositivos portátiles. Los dispositivos electrónicos elegantes y portátiles de los que dependemos a diario se atribuyen a su diseño compacto y a su alta densidad de componentes.

●En el campo de las telecomunicaciones, la utilización de PCB multicapa facilita la transmisión fluida de señales de voz, datos y video a través de redes, garantizando así una comunicación confiable y efectiva.

●Los sistemas de control industrial dependen en gran medida de placas de circuito impreso (PCB) multicapa debido a su capacidad para gestionar de manera efectiva sistemas de control complejos, mecanismos de monitoreo y procedimientos de automatización. Los paneles de control de máquinas, la robótica y la automatización industrial confían en ellos como sistema de soporte fundamental

●Los PCB multicapa también son relevantes para los dispositivos médicos, ya que son cruciales para garantizar la precisión, la confiabilidad y la compacidad. Los equipos de diagnóstico, los sistemas de seguimiento de pacientes y los dispositivos médicos que salvan vidas están influenciados significativamente por su importante papel.

Beneficios y ventajas

Los PCB multicapa brindan varios beneficios y ventajas en aplicaciones de alta frecuencia, que incluyen:

●Integridad de señal mejorada: los PCB multicapa facilitan el enrutamiento de impedancia controlada, minimizando la distorsión de la señal y garantizando una transmisión confiable de señales de alta frecuencia. La menor interferencia de señal de las placas de circuito impreso multicapa da como resultado un mejor rendimiento, velocidad y confiabilidad.

●EMI reducida: al utilizar planos de tierra y energía dedicados, los PCB multicapa suprimen efectivamente la EMI, mejorando así la confiabilidad del sistema y minimizando la interferencia con los circuitos vecinos.

●Diseño compacto: con la capacidad de acomodar más componentes y esquemas de enrutamiento complejos, los PCB multicapa permiten diseños compactos, cruciales para aplicaciones con espacio limitado, como dispositivos móviles y sistemas aeroespaciales.

●Gestión térmica mejorada: Los PCB multicapa ofrecen una disipación de calor eficiente mediante la integración de vías térmicas y capas de cobre estratégicamente ubicadas, lo que mejora la confiabilidad y la vida útil de los componentes de alta potencia.

●Flexibilidad de diseño: la versatilidad de las PCB multicapa permite una mayor flexibilidad de diseño, lo que permite a los ingenieros optimizar parámetros de rendimiento como la adaptación de impedancia, el retardo de propagación de la señal y la distribución de energía.