Què és PCB multicapa?

Un PCB multicapa es defineix com un PCB format per tres o més capes de làmina de coure conductora. Semblen capes de plaques de circuits de doble cara, laminades i enganxades, amb diverses capes d’aïllament entre elles. Tota l’estructura està disposada de manera que es col·loquen dues capes a la superfície del PCB per connectar-se amb l’entorn. Totes les connexions elèctriques entre capes es realitzen a través de forats com ara forats galvanitzats, forats cecs i forats enterrats. Aquest mètode es pot aplicar per generar PCBS molt complexos de diferents mides.

Per què s’utilitza tant el PCBS multicapa

El PCBS multicapa va sorgir en resposta als canvis canviants de la indústria electrònica. Amb el pas del temps, les funcions dels dispositius electrònics s’han tornat cada vegada més complexes, cosa que requereix PCBS més complexes. Malauradament, els PCBS estan limitats per qüestions com el soroll, la capacitat perduda i la diafonía, de manera que cal seguir certes restriccions de disseny. Aquestes consideracions de disseny van dificultar l’obtenció d’un rendiment satisfactori de PCBS d’una cara o fins i tot de doble cara, d’aquí el naixement de PCBS multicapa.

Encapsular la potència de PCBS de doble capa en aquest format és només una fracció de la mida i els PCBS de múltiples capes són cada vegada més populars en electrònica. Es presenten en diverses mides i gruixos per satisfer les necessitats de les seves aplicacions ampliades, amb variacions que van des de les 4 fins a les 12 capes. El nombre de capes sol ser parell perquè les capes senars poden causar problemes al circuit, com la deformació, i no són rendibles de produir. La majoria d’aplicacions requereixen de quatre a vuit capes, però les aplicacions com ara dispositius mòbils i telèfons intel·ligents tendeixen a utilitzar al voltant de 12 capes, mentre que alguns fabricants especialitzats de PCB tenen la capacitat de produir prop de 100 capes. Tanmateix, els PCBS multicapa amb diverses capes són rars, ja que són extremadament rendibles.

Per què s’utilitza tant el PCBS multicapa

Tot i que les PCBS multicapa solen ser més costoses i que requereixen molta mà d’obra, s’estan convertint en una part important de la tecnologia moderna. Això es deu principalment als nombrosos avantatges que ofereixen, sobretot si es compara amb les varietats de pisos simples i dobles.

Avantatges de PCBS multicapa

Des del punt de vista tècnic, el PCBS multicapa presenta diversos avantatges en el disseny. Aquests avantatges del PCB multicapa inclouen:

• Mida petita: un dels avantatges més destacats i aclamats de l’ús de plaques de circuits impresos de múltiples capes és la seva mida. A causa del seu disseny en capes, els PCBS multicapa són més petits que altres PCBS amb funcionalitats similars. Això ha aportat enormes avantatges a l’electrònica moderna, ja que la tendència actual és cap a aparells més petits, més compactes però més potents, com ara telèfons intel·ligents, portàtils, tauletes i equips portables.

• Construcció lleugera: s’utilitzen PCBS més petits per a un pes més lleuger, sobretot perquè s’eliminen múltiples connectors necessaris per interconnectar PCBS d’una sola capa i doble capa a favor dels dissenys de múltiples capes. De nou, això passa a les mans de l’electrònica moderna, que sol ser més mòbil.

• Alta qualitat: aquests tipus de PCBS solen ser millors que els PCBS monocapa i doble capa a causa de la quantitat de treball i planificació que cal fer quan es fabriquen PCBS multicapa. Com a resultat, també són més fiables.

• Millora de la durabilitat: les PCBS multicapa solen durar més per la seva naturalesa. Aquests PCBS multicapa no només han de suportar el seu propi pes, sinó que també han de ser capaços de suportar la calor i la pressió que s’utilitzen per enganxar-los. A més d’aquests factors, el PCBS multicapa utilitza múltiples capes d’aïllament entre capes de circuits, combinant-les amb adhesius preimpregnats i materials de protecció.

• Augment de la flexibilitat: tot i que això no s’aplica a tots els components de PCB multicapa, alguns utilitzen tècniques de construcció flexibles, cosa que resulta en PCBS multicapa flexible. Pot ser ideal per a aplicacions on es puguin produir flexions i flexions lleugeres de forma semiregular. Una vegada més, això no s’aplica a tots els PCBS multicapa i, com més capes afegiu a un PCB flexible, menys flexible esdevé el PCB.

• Més potent: els PCBS multicapa són components d’alta densitat que combinen diverses capes en un SINGLE PCB. Aquestes distàncies properes fan que les plaques estiguin més connectades i les seves propietats elèctriques inherents els permetin aconseguir una major capacitat i velocitat tot i ser més petites.

• Punt de connexió únic: els PCBS multicapa estan dissenyats per utilitzar-se com a unitat única en lloc de fer-ho en sèrie amb altres components de PCB. Com a resultat, tenen un punt de connexió únic, en lloc de les connexions múltiples necessàries per utilitzar diversos PCBS d’una sola capa. Això també resulta beneficiós en el disseny de productes electrònics, ja que només cal incloure un únic punt de connexió al producte final. Això és especialment útil per a aparells i aparells electrònics petits dissenyats per minimitzar la mida i el pes.

Aquests avantatges fan que el PCBS multicapa sigui útil en diverses aplicacions, especialment en dispositius mòbils i electrònica d’alta funció. Al seu torn, a mesura que moltes indústries passen a solucions mòbils, el PCBS multicapa està trobant un lloc en un nombre creixent d’aplicacions específiques del sector.

Per què s’utilitza tant el PCBS multicapa

Desavantatges de PCBS multicapa

El PCB multicapa té molts avantatges i és adequat per a diverses tecnologies avançades. No obstant això, aquest tipus de PCBS no són adequats per a totes les aplicacions. De fet, diversos desavantatges poden compensar els avantatges del PCBS multicapa, especialment per a productes electrònics amb un cost i complexitat més baixos. Aquests desavantatges inclouen:

• Cost més elevat: els PCBS de múltiples capes són molt més cars que els PCBS de capa i doble en totes les etapes del procés de fabricació. Són difícils de dissenyar i triguen molt de temps a resoldre possibles problemes. També requereixen processos de fabricació molt complexos per produir, cosa que requereix molta feina i treball per als muntadors. A més, a causa de la naturalesa d’aquest PCBS, els errors comesos durant la fabricació o el muntatge són extremadament difícils de reelaborar, cosa que comporta costos addicionals de mà d’obra o despeses de ferralla. A més, l’equip utilitzat per produir PCBS multicapa és molt car perquè encara és una tecnologia relativament nova. Per tots aquests motius, a menys que la mida petita sigui una necessitat absoluta per a una aplicació, una alternativa més barata pot ser una millor opció.

• Producció complexa: els PCBS multicapa són més difícils de produir que altres tipus de PCB, cosa que requereix més temps de disseny i tècniques de fabricació acurades. Això es deu al fet que fins i tot petits defectes en el disseny o fabricació de PCB poden fer que sigui ineficaç.

• Disponibilitat limitada: un dels problemes més grans de PCBS multicapa són les màquines necessàries per produir-les. No tots els fabricants de PCB tenen la necessitat o la necessitat d’utilitzar una màquina d’aquest tipus, de manera que no tots els fabricants de PCB la porten. Això limita el nombre de fabricants de PCB que es poden utilitzar per produir PCBS multicapa per als clients. Per tant, és recomanable informar-se detingudament sobre les capacitats del fabricant de PCB en PCBS multicapa abans de decidir un fabricant de PCB com a fabricant contractual.

• Es requereix dissenyador tècnic: com s’ha esmentat anteriorment, els PCBS multicapa requereixen molt de disseny prèviament. Sense experiència prèvia, això pot ser problemàtic. Les plaques multicapa requereixen interconnexions entre capes, però alhora han de reduir els problemes de diafonía i impedància.Un sol problema en el disseny pot provocar una placa que no funcioni correctament.

• Temps de producció: a mesura que augmenta la complexitat, també augmenten els requisits de fabricació. Això juga un paper clau en la facturació de PCBS de capes múltiples: cada placa triga molt de temps a produir-se, cosa que comporta més costos laborals. A més, pot conduir a un interval de temps més llarg entre la realització d’una comanda i la recepció del producte, cosa que pot ser problemàtica en alguns casos.

No obstant això, aquests problemes no han desaparegut de la utilitat de PCBS de capes múltiples. Tot i que solen costar més que els PCBS d’una sola capa, els PCBS de múltiples capes tenen molts avantatges respecte a aquest tipus de plaques de circuits impresos.

Avantatges de PCBS multicapa sobre alternatives d’una sola capa

Els avantatges del PCBS multicapa sobre les alternatives d’una sola capa es fan encara més evidents. Algunes de les millores clau que proporciona PCBS multicapa inclouen:

• Major densitat de muntatge: mentre que la densitat de PCBS d’una sola capa està limitada per la seva superfície, els PCBS de múltiples capes multipliquen la seva densitat per capes. Tot i la mida més petita del PCB, l’augment de densitat permet una major funcionalitat, augmentant la capacitat i la velocitat.

• Mida més petita: en general, els PCBS multicapa són més petits que els PCBS d’una sola capa. Tot i que el PCBS d’una sola capa ha d’augmentar la superfície del circuit augmentant la mida, el PCBS multicapa augmenta la superfície afegint capes, reduint així la mida total. Això permet utilitzar PCBS multicapa de major capacitat en dispositius més petits, mentre que PCBS monocapa de major capacitat s’ha d’instal·lar en productes més grans.

• Pes més lleuger: la integració de components en PCBS multicapa significa menys necessitat de connectors i altres components, proporcionant una solució lleugera per a aplicacions elèctriques complexes. El PCBS multicapa pot realitzar la mateixa quantitat de treball que un PCBS monocapa, però amb una mida més petita, menys components connectats i un pes reduït. Aquesta és una consideració essencial per a petits dispositius electrònics on el pes és una preocupació.

• Funcions de disseny millorades: el PCBS multicapa en general pot superar el PCBS d’una sola capa mitjà. Combinant característiques d’impedància més controlades, un blindatge EMI més alt i una qualitat de disseny millorada en general, el PCBS multicapa pot aconseguir més, tot i ser més petit i lleuger.

Per què s’utilitza tant el PCBS multicapa

Què volen dir, doncs, aquests factors a l’hora de decidir sobre estructures multicapa i monocapa? Essencialment, si voleu produir equips petits, lleugers i complexos on la qualitat és fonamental, el PCBS multicapa pot ser la vostra millor opció. No obstant això, si la mida i el pes no són factors importants en el disseny del producte, els dissenys de PCB d’una sola capa o de doble capa poden ser més rendibles.