¿Qué es? PCB multicapa?

Una PCB multicapa se define como una PCB hecha de tres o más capas de lámina de cobre conductora. Parecen capas de placas de circuito de doble cara, laminadas y pegadas entre sí, con múltiples capas de aislamiento entre ellas. Toda la estructura está dispuesta de modo que se coloquen dos capas en el lado de la superficie de la PCB para conectarse con el entorno. Todas las conexiones eléctricas entre capas se realizan a través de orificios, como orificios pasantes galvanizados, orificios ciegos y orificios enterrados. Este método se puede aplicar luego para generar PCBS altamente complejos de diferentes tamaños.

¿Por qué se utilizan tanto los PCBS multicapa?

Los PCBS multicapa surgieron en respuesta a los cambios constantes en la industria de la electrónica. Con el tiempo, las funciones de los dispositivos electrónicos se han vuelto cada vez más complejas y requieren PCBS más complejas. Desafortunadamente, los PCBS están limitados por problemas como el ruido, la capacitancia parásita y la diafonía, por lo que es necesario seguir ciertas restricciones de diseño. Estas consideraciones de diseño hicieron que fuera difícil obtener un rendimiento satisfactorio de PCBS de una cara o incluso de doble cara, de ahí el nacimiento de PCBS multicapa.

Encapsular la potencia de los PCBS de doble capa en este formato es solo una fracción del tamaño, y los PCBS multicapa se están volviendo cada vez más populares en la electrónica. Vienen en una variedad de tamaños y espesores para satisfacer las necesidades de sus aplicaciones extendidas, con variaciones que van de 4 a 12 capas. El número de capas suele ser par porque las capas impares pueden causar problemas en el circuito, como deformaciones, y su producción no es rentable. La mayoría de las aplicaciones requieren de cuatro a ocho capas, pero aplicaciones como dispositivos móviles y teléfonos inteligentes tienden a usar alrededor de 12 capas, mientras que algunos fabricantes de PCB especializados tienen la capacidad de producir cerca de 100 capas. Sin embargo, los PCBS multicapa con varias capas son raros porque son extremadamente rentables.

¿Por qué se utilizan tanto los PCBS multicapa?

Si bien los PCBS multicapa tienden a ser más costosos y laboriosos de producir, se están convirtiendo en una parte importante de la tecnología moderna. Esto se debe principalmente a los muchos beneficios que ofrecen, especialmente en comparación con las variedades de uno y dos pisos.

Beneficios de los PCBS multicapa

Desde un punto de vista técnico, los PCBS multicapa tienen varias ventajas en el diseño. Estas ventajas de PCB multicapa incluyen:

• Tamaño pequeño: uno de los beneficios más destacados y aclamados de utilizar placas de circuito impreso multicapa es su tamaño. Debido a su diseño en capas, los PCBS multicapa son en sí mismos más pequeños que otros PCBS con una funcionalidad similar. Esto ha traído enormes beneficios a la electrónica moderna, ya que la tendencia actual es hacia dispositivos más pequeños, más compactos pero más potentes, como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, tabletas y dispositivos portátiles.

• Construcción liviana: los PCBS más pequeños se utilizan para un peso más liviano, especialmente porque los conectores múltiples necesarios para interconectar los PCBS de una o dos capas se eliminan en favor de los diseños de múltiples capas. Una vez más, esto juega a favor de la electrónica moderna, que tiende a ser más móvil.

• Alta calidad: estos tipos de PCBS tienden a ser mejores que los PCBS de una o dos capas debido a la cantidad de trabajo y planificación que se debe realizar al fabricar PCBS de varias capas. Como resultado, también son más confiables.

• Durabilidad mejorada: los PCBS multicapa tienden a durar más debido a su naturaleza. Estos PCBS multicapa no solo deben soportar su propio peso, sino que también deben ser capaces de soportar el calor y la presión utilizados para pegarlos. Además de estos factores, los PCBS multicapa utilizan varias capas de aislamiento entre las capas del circuito, combinándolas con adhesivos preimpregnados y materiales protectores.

• Mayor flexibilidad: si bien esto no se aplica a todos los componentes de PCB multicapa, algunos utilizan técnicas de construcción flexibles, lo que resulta en PCBS multicapa flexible. Esto puede ser ideal para aplicaciones en las que se pueden producir ligeras flexiones y flexiones de forma semi-regular. Nuevamente, esto no se aplica a todos los PCBS multicapa, y cuantas más capas agregue a un PCB flexible, menos flexible se volverá el PCB.

• Más potente: los PCBS multicapa son componentes de densidad extremadamente alta que combinan varias capas en una SOLA PCB. Estas distancias cercanas hacen que las placas estén más conectadas y sus propiedades eléctricas inherentes les permiten lograr una mayor capacidad y velocidad a pesar de ser más pequeñas.

• Punto de conexión único: los PCBS multicapa están diseñados para usarse como una sola unidad en lugar de en serie con otros componentes de PCB. Como resultado, tienen un solo punto de conexión, en lugar de las múltiples conexiones requeridas para usar múltiples PCBS de una sola capa. Esto también resulta beneficioso en el diseño de productos electrónicos, ya que solo necesitan incluir un único punto de conexión en el producto final. Esto es especialmente útil para dispositivos electrónicos pequeños y dispositivos diseñados para minimizar el tamaño y el peso.

Estas ventajas hacen que los PCBS multicapa sean útiles en una variedad de aplicaciones, especialmente dispositivos móviles y electrónica de alta función. A su vez, a medida que muchas industrias se mueven hacia las soluciones móviles, los PCBS multicapa están encontrando un lugar en un número creciente de aplicaciones específicas de la industria.

¿Por qué se utilizan tanto los PCBS multicapa?

Desventajas de PCBS multicapa

La PCB multicapa tiene muchas ventajas y es adecuada para varias tecnologías avanzadas. Sin embargo, estos tipos de PCBS no son adecuados para todas las aplicaciones. De hecho, varias desventajas pueden superar las ventajas de los PCBS multicapa, especialmente para la electrónica con menor costo y complejidad. Estas desventajas incluyen:

• Mayor costo: los PCBS multicapa son mucho más costosos que los PCBS de una o dos capas en todas las etapas del proceso de fabricación. Son difíciles de diseñar y requieren mucho tiempo para resolver cualquier problema potencial. También requieren procesos de fabricación muy complejos para producir, lo que requiere mucho tiempo y mano de obra para los ensambladores. Además, debido a la naturaleza de estos PCBS, cualquier error cometido durante la fabricación o el ensamblaje es extremadamente difícil de volver a trabajar, lo que genera costos de mano de obra adicionales o cargos por desperdicio. Además de eso, el equipo utilizado para producir PCBS multicapa es muy caro porque todavía es una tecnología relativamente nueva. Por todas estas razones, a menos que el tamaño pequeño sea una necesidad absoluta para una aplicación, una alternativa más barata puede ser una mejor opción.

• Producción compleja: los PCBS multicapa son más difíciles de producir que otros tipos de PCB, lo que requiere más tiempo de diseño y técnicas de fabricación cuidadosas. Esto se debe a que incluso los pequeños defectos en el diseño o la fabricación de la PCB pueden hacerla ineficaz.

• Disponibilidad limitada: uno de los mayores problemas con los PCBS multicapa son las máquinas necesarias para producirlos. No todos los fabricantes de PCB tienen los medios o la necesidad de una máquina de este tipo, por lo que no todos los fabricantes de PCB la tienen. Esto limita el número de fabricantes de PCB que se pueden utilizar para producir PCBS multicapa para los clientes. Por lo tanto, es aconsejable informarse detenidamente sobre las capacidades del fabricante de PCB en PCBS multicapa antes de decidirse por un fabricante de PCB como fabricante contratado.

• Se requiere diseñador técnico: como se mencionó anteriormente, los PCBS multicapa requieren mucho diseño de antemano. Sin experiencia previa, esto puede resultar problemático. Las placas multicapa requieren interconexiones entre capas, pero deben reducir simultáneamente los problemas de diafonía e impedancia.Un solo problema en el diseño puede resultar en una placa que no funciona correctamente.

• Tiempo de producción: a medida que aumenta la complejidad, también aumentan los requisitos de fabricación. Esto juega un papel clave en la rotación de PCBS multicapa: cada placa requiere mucho tiempo para producir, lo que genera más costos de mano de obra. Además, puede dar lugar a un intervalo de tiempo más largo entre la realización de un pedido y la recepción del producto, lo que puede resultar problemático en algunos casos.

Sin embargo, estos problemas no han desaparecido de la utilidad de PCBS multicapa. Si bien tienden a costar más que los PCBS de una sola capa, los PCBS de múltiples capas tienen muchas ventajas sobre este tipo de placa de circuito impreso.

Ventajas de los PCBS multicapa sobre las alternativas de una sola capa

Las ventajas de los PCBS multicapa sobre las alternativas de una sola capa se vuelven aún más obvias. Algunas de las mejoras clave que proporcionan los PCBS multicapa incluyen:

• Mayor densidad de ensamblaje: mientras que la densidad de los PCBS de una sola capa está limitada por su área de superficie, los PCBS de múltiples capas multiplican su densidad por capas. A pesar del tamaño más pequeño de la PCB, el aumento de densidad permite una mayor funcionalidad, aumentando la capacidad y la velocidad.

• Tamaño más pequeño: En general, los PCBS multicapa son más pequeños que los PCBS de una sola capa. Mientras que los PCBS de una sola capa deben aumentar el área de la superficie del circuito aumentando el tamaño, los PCBS de múltiples capas aumentan el área de la superficie agregando capas, reduciendo así el tamaño total. Esto permite que los PCBS multicapa de mayor capacidad se utilicen en dispositivos más pequeños, mientras que los PCBS de una sola capa de mayor capacidad deben instalarse en productos más grandes.

• Peso más ligero: la integración de componentes en PCBS multicapa significa menos necesidad de conectores y otros componentes, lo que proporciona una solución ligera para aplicaciones eléctricas complejas. Los PCBS de varias capas pueden realizar la misma cantidad de trabajo que los PCBS de una sola capa, pero con un tamaño más pequeño, menos componentes conectados y un peso reducido. Esta es una consideración esencial para los dispositivos electrónicos pequeños donde el peso es una preocupación.

• Características de diseño mejoradas: En general, los PCBS multicapa pueden superar a los PCBS promedio de una sola capa. Al combinar características de impedancia más controladas, mayor blindaje EMI y una calidad de diseño mejorada en general, los PCBS multicapa pueden lograr más, a pesar de ser más pequeños y livianos.

¿Por qué se utilizan tanto los PCBS multicapa?

Entonces, ¿qué significan estos factores a la hora de decidirse por estructuras multicapa y de una sola capa? Básicamente, si desea producir equipos pequeños, livianos y complejos donde la calidad es fundamental, el PCBS multicapa puede ser su mejor opción. Sin embargo, si el tamaño y el peso no son factores importantes en el diseño del producto, los diseños de PCB de una o dos capas pueden ser más rentables.