O advento dos PCBs multicamadas
Historicamente, as placas de circuito impresso eram caracterizadas principalmente pela sua estrutura de camada única ou dupla, o que impunha restrições à sua adequação para aplicações de alta frequência devido à deterioração do sinal e à interferência eletromagnética (EMI). No entanto, a introdução de placas de circuito impresso multicamadas resultou em avanços notáveis na integridade do sinal, na mitigação da interferência eletromagnética (EMI) e no desempenho geral.
PCBs multicamadas (Figura 1) consistem em numerosas camadas condutoras que são separadas por substratos isolantes. Este design permite a transmissão de sinais e planos de potência de maneira sofisticada.
Placas de circuito impresso multicamadas (PCBs) distinguem-se de suas contrapartes de camada única ou dupla pela presença de três ou mais camadas condutoras que são separadas por material isolante, comumente conhecido como camadas dielétricas. A interligação dessas camadas é facilitada por vias, que são minúsculas passagens condutoras que facilitam a comunicação entre camadas distintas. O design complicado dos PCBs multicamadas permite uma maior concentração de componentes e circuitos complexos, tornando-os essenciais para a tecnologia de ponta.
Os PCBs multicamadas normalmente exibem um alto grau de rigidez devido ao desafio inerente de alcançar múltiplas camadas dentro de uma estrutura de PCB flexível. As conexões elétricas entre as camadas são estabelecidas através da utilização de diversos tipos de vias (figura 2), incluindo vias cegas e enterradas.
A configuração envolve a colocação de duas camadas na superfície para estabelecer uma conexão entre a placa de circuito impresso (PCB) e o ambiente externo. Em geral, a densidade das camadas nas placas de circuito impresso (PCBs) é uniforme. Isto se deve principalmente à suscetibilidade dos números ímpares a questões como deformação.
O número de camadas normalmente varia dependendo da aplicação específica, situando-se normalmente na faixa de quatro a doze camadas.
Normalmente, a maioria dos aplicativos exige um mínimo de quatro e um máximo de oito camadas. Em contraste, aplicativos como smartphones empregam predominantemente um total de doze camadas.
Principais aplicações
PCBs multicamadas são usados em uma ampla gama de aplicações eletrônicas (Figura 3), incluindo:
●Eletrônicos de consumo, onde os PCBs multicamadas desempenham um papel fundamental, fornecendo a energia e os sinais necessários para uma ampla gama de produtos, como smartphones, tablets, consoles de jogos e dispositivos vestíveis. Os eletrônicos elegantes e portáteis dos quais dependemos diariamente são atribuídos ao seu design compacto e alta densidade de componentes
●No campo das telecomunicações, a utilização de PCBs multicamadas facilita a transmissão suave de sinais de voz, dados e vídeo através das redes, garantindo assim uma comunicação confiável e eficaz
●Os sistemas de controle industrial dependem fortemente de placas de circuito impresso (PCBs) multicamadas devido à sua capacidade de gerenciar com eficácia sistemas de controle complexos, mecanismos de monitoramento e procedimentos de automação. Painéis de controle de máquinas, robótica e automação industrial contam com eles como sistema de suporte fundamental
●Os PCBs multicamadas também são relevantes para dispositivos médicos, pois são cruciais para garantir precisão, confiabilidade e compactação. Equipamentos de diagnóstico, sistemas de monitoramento de pacientes e dispositivos médicos que salvam vidas são significativamente influenciados pelo seu importante papel.
Benefícios e vantagens
PCBs multicamadas oferecem vários benefícios e vantagens em aplicações de alta frequência, incluindo:
●Integridade de sinal aprimorada: PCBs multicamadas facilitam o roteamento de impedância controlada, minimizando a distorção do sinal e garantindo uma transmissão confiável de sinais de alta frequência. A menor interferência de sinal das placas de circuito impresso multicamadas resulta em melhor desempenho, velocidade e confiabilidade
● EMI reduzida: Ao utilizar planos de aterramento e energia dedicados, os PCBs multicamadas suprimem efetivamente a EMI, aumentando assim a confiabilidade do sistema e minimizando a interferência com circuitos vizinhos
●Design compacto: Com a capacidade de acomodar mais componentes e esquemas de roteamento complexos, os PCBs multicamadas permitem designs compactos, cruciais para aplicações com espaço limitado, como dispositivos móveis e sistemas aeroespaciais.
●Gerenciamento térmico aprimorado: PCBs multicamadas oferecem dissipação de calor eficiente por meio da integração de vias térmicas e camadas de cobre estrategicamente posicionadas, aumentando a confiabilidade e a vida útil de componentes de alta potência.
●Flexibilidade de projeto: A versatilidade dos PCBs multicamadas permite maior flexibilidade de projeto, permitindo que os engenheiros otimizem parâmetros de desempenho, como correspondência de impedância, atraso de propagação de sinal e distribuição de energia.