O advento de PCBs de várias camadas

Historicamente, as placas de circuito impresso eram caracterizadas principalmente por sua estrutura de camada única ou dupla, que impôs restrições à sua adequação a aplicações de alta frequência devido à deterioração do sinal e interferência eletromagnética (EMI). No entanto, a introdução de placas de circuito impresso em várias camadas resultou em avanços notáveis ​​na integridade do sinal, mitigação de interferência eletromagnética (EMI) e desempenho geral.

PCBs de várias camadas (Figura 1) consistem em numerosas camadas condutivas que são separadas por substratos isolantes. Esse design permite a transmissão de sinais e aviões de energia de maneira sofisticada.

As placas de circuito impresso de várias camadas (PCBs) são distinguidas de suas contrapartes de uma camada única ou dupla pela presença de três ou mais camadas condutivas que são separadas por material isolante, comumente conhecido como camadas dielétricas. A interconexão dessas camadas é facilitada por vias, que são passagens condutivas minúsculas que facilitam a comunicação entre camadas distintas. O design complicado de PCBs de várias camadas permite uma maior concentração de componentes e circuitos complexos, tornando-os essenciais para a tecnologia de ponta.

PCBs multicamadas normalmente exibem um alto grau de rigidez devido ao desafio inerente de alcançar várias camadas dentro de uma estrutura flexível de PCB. As conexões elétricas entre camadas são estabelecidas através da utilização de vários tipos de vias (Figura 2), incluindo vias cegas e enterradas.

A configuração implica a colocação de duas camadas na superfície para estabelecer uma conexão entre a placa de circuito impressa (PCB) e o ambiente externo. Em geral, a densidade de camadas nas placas de circuito impressas (PCBs) é uniforme. Isso se deve principalmente à suscetibilidade de números estranhos a questões como deformação.

O número de camadas normalmente varia dependendo do aplicativo específico, normalmente se enquadra na faixa de quatro a doze camadas.
Normalmente, a maioria das aplicações exige no mínimo quatro e no máximo oito camadas. Por outro lado, aplicativos como smartphones empregam predominantemente um total de doze camadas.

PRINCIPAIS APLICAÇÕES

PCBs de várias camadas são usadas em uma ampla gama de aplicações eletrônicas (Figura 3), incluindo:

● Eletrônica de consumo, onde os PCBs de várias camadas 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 de várias camadas facilita a transmissão suave de voz, dados e sinais de vídeo em redes, garantindo assim uma comunicação confiável e eficaz

● Os sistemas de controle industrial dependem fortemente de placas de circuito impresso de várias camadas (PCBs) devido à sua capacidade de gerenciar efetivamente sistemas de controle intrincados, mecanismos de monitoramento e procedimentos de automação. Painéis de controle de máquina, robótica e automação industrial dependem deles como seu sistema de suporte fundamental

● PCBs de várias camadas 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 por seu importante papel.

Benefícios e vantagens

PCBs de várias camadas oferecem vários benefícios e vantagens em aplicativos de alta frequência, incluindo:

● Integridade de sinal aprimorada: PCBs de várias camadas facilitam o roteamento de impedância controlada, minimizando a distorção do sinal e garantindo a transmissão confiável de sinais de alta frequência. A menor interferência do sinal das placas de circuito impressas de várias camadas resultam em melhor desempenho, velocidade e confiabilidade

● EMI reduzido: utilizando aviões de terra e energia dedicados, os PCBs de várias camadas suprimem efetivamente o EMI, aumentando assim a confiabilidade do sistema e minimizando a interferência nos circuitos vizinhos

● Design compacto: com a capacidade de acomodar mais componentes e esquemas de roteamento complexos, os PCBs de várias camadas permitem designs compactos, cruciais para aplicações com restrição de espaço, como dispositivos móveis e sistemas aeroespaciais.

● Gerenciamento térmico aprimorado: PCBs de várias camadas oferecem dissipação de calor eficiente através da integração de vias térmicas e camadas de cobre estrategicamente colocadas, aumentando a confiabilidade e a vida útil dos componentes de alta potência.

● Flexibilidade do projeto: a versatilidade dos PCBs de várias camadas permite maior flexibilidade de projeto, permitindo que os engenheiros otimizem os parâmetros de desempenho, como correspondência de impedância, atraso de propagação de sinal e distribuição de energia.