Hoy en día, la tendencia cada vez más compacta de los productos electrónicos exige el diseño tridimensional de placas de circuito impreso multicapa. Sin embargo, el apilamiento de capas plantea nuevos problemas relacionados con esta perspectiva de diseño. Uno de los problemas es obtener una construcción en capas de alta calidad para el proyecto.

A medida que se producen circuitos impresos cada vez más complejos compuestos de múltiples capas, el apilamiento de PCB se ha vuelto particularmente importante.

Un buen diseño de pila de PCB es esencial para reducir la radiación de los bucles de PCB y los circuitos relacionados. Por el contrario, una mala acumulación puede aumentar significativamente la radiación, lo que es perjudicial desde el punto de vista de la seguridad.
¿Qué es el apilamiento de PCB?
Antes de completar el diseño final, la pila de PCB coloca en capas el aislante y el cobre de la PCB. Desarrollar un apilamiento eficaz es un proceso complejo. PCB conecta energía y señales entre dispositivos físicos, y la colocación correcta de capas de materiales de la placa de circuito afecta directamente su función.

¿Por qué necesitamos laminar PCB?
El desarrollo del apilamiento de PCB es esencial para diseñar placas de circuito eficientes. El apilamiento de PCB tiene muchos beneficios, porque la estructura multicapa puede mejorar la distribución de energía, prevenir interferencias electromagnéticas, limitar las interferencias cruzadas y admitir la transmisión de señales de alta velocidad.

Aunque el objetivo principal del apilamiento es colocar múltiples circuitos electrónicos en una placa a través de múltiples capas, la estructura apilada de los PCB también proporciona otras ventajas importantes. Estas medidas incluyen minimizar la vulnerabilidad de las placas de circuito al ruido externo y reducir la diafonía y los problemas de impedancia en sistemas de alta velocidad.

Una buena acumulación de PCB también puede ayudar a garantizar menores costos de producción final. Al maximizar la eficiencia y mejorar la compatibilidad electromagnética de todo el proyecto, el apilamiento de PCB puede ahorrar tiempo y dinero de manera efectiva.

Precauciones y reglas para el diseño de laminados de PCB
● Número de capas
El apilamiento simple puede incluir PCB de cuatro capas, mientras que las placas más complejas requieren laminación secuencial profesional. Aunque es más complejo, el mayor número de capas permite a los diseñadores tener más espacio de diseño sin aumentar el riesgo de encontrar soluciones imposibles.

Generalmente, se requieren ocho o más capas para obtener la mejor disposición y espaciado de capas para maximizar la funcionalidad. El uso de planos de calidad y planos de potencia en tableros multicapa también puede reducir la radiación.

● Disposición de capas
La disposición de la capa de cobre y la capa aislante que constituyen el circuito constituye la operación de superposición de PCB. Para evitar la deformación de la PCB, es necesario hacer que la sección transversal de la placa sea simétrica y equilibrada al colocar las capas. Por ejemplo, en un tablero de ocho capas, el grosor de la segunda y séptima capa debe ser similar para lograr el mejor equilibrio.

La capa de señal siempre debe estar adyacente al plano, mientras que el plano de potencia y el plano de calidad están estrictamente acoplados. Es mejor utilizar varios planos de tierra, porque generalmente reducen la radiación y la impedancia del suelo.

● Tipo de material de capa
Las propiedades térmicas, mecánicas y eléctricas de cada sustrato y cómo interactúan son fundamentales para la elección de los materiales laminados de PCB.

La placa de circuito suele estar compuesta por un núcleo de sustrato de fibra de vidrio resistente, que proporciona el grosor y la rigidez de la PCB. Algunos PCB flexibles pueden estar hechos de plásticos flexibles de alta temperatura.

La capa superficial es una fina lámina de cobre adherida al tablero. El cobre existe en ambos lados de una PCB de doble cara y el espesor del cobre varía según la cantidad de capas de la pila de PCB.

Cubra la parte superior de la lámina de cobre con una máscara de soldadura para que los rastros de cobre entren en contacto con otros metales. Este material es esencial para ayudar a los usuarios a evitar soldar la ubicación correcta de los cables de puente.

Se aplica una capa de serigrafía sobre la máscara de soldadura para agregar símbolos, números y letras para facilitar el ensamblaje y permitir que las personas comprendan mejor la placa de circuito.

● Determinar el cableado y los orificios pasantes.
Los diseñadores deben enrutar señales de alta velocidad en la capa intermedia entre capas. Esto permite que el plano de tierra proporcione un blindaje que contenga la radiación emitida por la pista a altas velocidades.

La colocación del nivel de señal cerca del nivel del plano permite que la corriente de retorno fluya en el plano adyacente, minimizando así la inductancia del camino de retorno. No hay suficiente capacitancia entre los planos de tierra y de potencia adyacentes para proporcionar un desacoplamiento por debajo de 500 MHz utilizando técnicas de construcción estándar.

● Espaciado entre capas
Debido a la capacitancia reducida, es fundamental un acoplamiento estrecho entre la señal y el plano de retorno de corriente. Los planos de potencia y de tierra también deben estar estrechamente acoplados.

Las capas de señal siempre deben estar cercanas entre sí, incluso si están ubicadas en planos adyacentes. El acoplamiento y el espaciado estrechos entre capas son esenciales para obtener señales ininterrumpidas y una funcionalidad general.

para resumir
Hay muchos diseños diferentes de placas PCB multicapa en la tecnología de apilamiento de PCB. Cuando se trata de múltiples capas, se debe combinar un enfoque tridimensional que considere la estructura interna y el diseño de la superficie. Con las altas velocidades de funcionamiento de los circuitos modernos, se debe realizar un diseño cuidadoso de apilamiento de PCB para mejorar las capacidades de distribución y limitar las interferencias. Una PCB mal diseñada puede reducir la transmisión de señales, la capacidad de fabricación, la transmisión de energía y la confiabilidad a largo plazo.