Hai moitas capas diferentes no deseño e fabricación de placa de circuíto impreso. Estas capas poden resultar menos familiares e ás veces mesmo causar confusión, mesmo para as persoas que adoitan traballar con elas. Hai capas físicas para as conexións de circuítos na placa de circuíto, e despois hai capas para deseñar estas capas na ferramenta PCB CAD. Vexamos o significado de todo isto e expliquemos as capas de PCB.

Descrición da capa de PCB na placa de circuíto impreso

Como a merenda anterior, a placa de circuíto impreso está composta por varias capas. Incluso unha placa simple dun só lado (dunha capa) está composta por unha capa de metal condutor e unha capa base que se combinan. A medida que aumenta a complexidade do PCB, tamén aumentará o número de capas no seu interior.

Un PCB multicapa terá unha ou máis capas de núcleo feitas de materiais dieléctricos. Este material adoita estar feito de tea de fibra de vidro e adhesivo de resina epoxi, e úsase como capa illante entre dúas capas metálicas inmediatamente adxacentes a el. Dependendo de cantas capas físicas precise o taboleiro, haberá máis capas de metal e material de núcleo. Entre cada capa metálica haberá unha capa de fibra de vidro de fibra de vidro, preimpregnada cunha resina denominada “prepreg”. Os preimpregnados son basicamente materiais de núcleo sen curar, e cando se colocan baixo a presión de quecemento do proceso de laminación, funden e conectan as capas entre si. O preimpregnado tamén se utilizará como illante entre as capas metálicas.

A capa metálica do PCB multicapa conducirá o sinal eléctrico do circuíto punto por punto. Para sinais convencionais, use trazos metálicos máis finos, mentres que para redes eléctricas e de terra, use trazos máis anchos. As placas multicapa normalmente usan unha capa enteira de metal para formar un plano de potencia ou de terra. Isto permite que todas as pezas entren facilmente no avión da aeronave a través de pequenos buratos cheos de soldadura, sen necesidade de conectar os planos de enerxía e terra durante todo o deseño. Tamén contribúe ao rendemento eléctrico do deseño proporcionando apantallamento electromagnético e un bo camiño de retorno sólido para os rastros de sinal.

Capas de placas de circuíto impreso en ferramentas de deseño de PCB

Para crear as capas na placa de circuíto físico, é necesario un ficheiro de imaxe do patrón de traza metálica que o fabricante pode usar para construír a placa de circuíto. Para crear estas imaxes, as ferramentas CAD de deseño de PCB teñen o seu propio conxunto de capas de placas de circuíto para que os enxeñeiros as utilicen cando deseñan placas de circuíto. Despois de completar o deseño, estas diferentes capas CAD exportaranse ao fabricante a través dun conxunto de ficheiros de saída de fabricación e montaxe.

Cada capa metálica da placa de circuíto está representada por unha ou máis capas na ferramenta de deseño de PCB. Normalmente, as capas dieléctricas (núcleo e preimpregnado) non están representadas por capas CAD, aínda que esta variará dependendo da tecnoloxía da placa de circuíto que se vaia deseñar, que mencionaremos máis adiante. Non obstante, para a maioría dos deseños de PCB, a capa dieléctrica só está representada polos atributos da ferramenta de deseño, para ter en conta o material e o ancho. Estes atributos son importantes para as diferentes calculadoras e simuladores que utilizará a ferramenta de deseño para determinar os valores correctos de trazos e espazos metálicos.

Ademais de obter unha capa separada para cada capa metálica da placa de circuíto na ferramenta de deseño de PCB, tamén haberá capas CAD dedicadas á máscara de soldadura, pasta de soldadura e marcas de serigrafía. Despois de laminar as placas de circuíto, aplícanse máscaras, pastas e axentes de serigrafía ás placas de circuíto, polo que non son as capas físicas das placas de circuíto reais. Non obstante, para proporcionar aos fabricantes de PCB a información necesaria para aplicar estes materiais, tamén necesitan crear os seus propios ficheiros de imaxe a partir da capa PCB CAD. Finalmente, a ferramenta de deseño de PCB tamén terá moitas outras capas incorporadas para obter outra información necesaria para o deseño ou a documentación. Isto pode incluír outros obxectos metálicos sobre ou no taboleiro, números de pezas e esquemas de compoñentes.

Máis aló da capa estándar de PCB

Ademais de deseñar placas de circuíto impreso dunha soa capa ou multicapa, as ferramentas CAD tamén se usan noutras técnicas de deseño de PCB na actualidade. Os deseños flexibles flexibles e ríxidos terán capas flexibles incorporadas, e estas capas deben representarse nas ferramentas CAD de deseño de PCB. Non só é necesario mostrar estas capas na ferramenta para o seu funcionamento, senón que tamén necesita un ambiente de traballo 3D avanzado na ferramenta. Isto permitirá aos deseñadores ver como se dobra e se desdobra o deseño flexible e o grao e o ángulo de flexión cando se usa.

Outra tecnoloxía que require capas CAD adicionais é a tecnoloxía electrónica imprimible ou híbrida. Estes deseños fabrícanse engadindo ou “imprimindo” materiais metálicos e dieléctricos sobre o substrato en lugar de usar un proceso de gravado subtractivo como nos PCB estándar. Para adaptarse a esta situación, as ferramentas de deseño de PCB deben ser capaces de mostrar e deseñar estas capas dieléctricas ademais das capas estándar de metal, máscara, pasta e serigrafía.