O que é PCB multicamada?

Um PCB multicamadas é definido como um PCB feito de três ou mais camadas de folha de cobre condutora. Eles se parecem com camadas de placas de circuito de dupla face, laminadas e coladas, com várias camadas de isolamento entre elas. Toda a estrutura é organizada de forma que duas camadas sejam colocadas no lado da superfície do PCB para se conectar ao ambiente. Todas as conexões elétricas entre as camadas são feitas através de orifícios, como orifícios de passagem galvanizados, orifícios cegos e orifícios enterrados. Este método pode então ser aplicado para gerar PCBS altamente complexos de diferentes tamanhos.

Por que os PCBS multicamadas são tão amplamente usados

Multilayer PCBS surgiu em resposta às mudanças constantes na indústria de eletrônicos. Com o tempo, as funções dos dispositivos eletrônicos tornaram-se cada vez mais complexas, exigindo PCBS cada vez mais complexos. Infelizmente, os PCBS são limitados por problemas como ruído, capacitância parasita e diafonia, portanto, certas restrições de projeto precisam ser seguidas. Essas considerações de design dificultaram a obtenção de um desempenho satisfatório de PCBS de um lado ou mesmo de dois lados – daí o nascimento de PCBS multicamadas.

Encapsular o poder do PCBS de camada dupla neste formato é apenas uma fração do tamanho, e os PCBS de várias camadas estão se tornando cada vez mais populares na eletrônica. Eles vêm em uma variedade de tamanhos e espessuras para atender às necessidades de suas aplicações estendidas, com variações que variam de 4 a 12 camadas. O número de camadas geralmente é par porque camadas ímpares podem causar problemas no circuito, como empenamento, e não são econômicas de produzir. Most applications require four to eight layers, but applications such as mobile devices and smartphones tend to use around 12 layers, while some specialist PCB manufacturers have the capacity to produce close to 100 layers. No entanto, PCBS multicamadas com múltiplas camadas são raros porque são extremamente econômicos.

Por que os PCBS multicamadas são tão amplamente usados

Embora os PCBS multicamadas tendam a ser mais caros e de produção mais trabalhosa, eles estão se tornando uma parte importante da tecnologia moderna. Isso se deve principalmente aos muitos benefícios que oferecem, especialmente quando comparados com as variedades de um ou dois andares.

Benefícios do PCBS multicamadas

Do ponto de vista técnico, as PCBS multicamadas têm várias vantagens no design. Essas vantagens de PCB multicamadas incluem:

• Tamanho pequeno: um dos benefícios mais proeminentes e aclamados do uso de placas de circuito impresso multicamadas é o tamanho. Devido ao seu design em camadas, as PCBS multicamadas são menores do que outras PCBS com funcionalidade semelhante. Isso trouxe enormes benefícios para a eletrônica moderna, já que a tendência atual é para dispositivos menores, mais compactos, mas mais poderosos, como smartphones, laptops, tablets e wearables.

• Construção leve: PCBS menores são usados ​​para pesos mais leves, especialmente porque vários conectores necessários para a interconexão de PCBS de camada única e dupla são eliminados em favor de designs de várias camadas. Novamente, isso faz o jogo da eletrônica moderna, que tende a ser mais móvel.

• Alta qualidade: esses tipos de PCBS tendem a ser melhores do que os PCBS de camada única e dupla devido à quantidade de trabalho e planejamento que deve ser feito ao fabricar PCBS multicamadas. Como resultado, eles também são mais confiáveis.

• Maior durabilidade: PCBS multicamadas tendem a durar mais devido à sua natureza. Essas PCBS multicamadas não devem apenas suportar seu próprio peso, mas também ser capazes de lidar com o calor e a pressão usados ​​para colá-las. Além desses fatores, as PCBS multicamadas usam várias camadas de isolamento entre as camadas do circuito, combinando-as com adesivos pré-impregnados e materiais de proteção.

• Maior flexibilidade: embora isso não se aplique a todos os componentes de PCB multicamadas, alguns usam técnicas de construção flexíveis, resultando em PCBS multicamadas flexíveis. Isso pode ser ideal para aplicações onde pequenas dobras e dobras podem ocorrer em uma base semirregular. Novamente, isso não se aplica a todas as PCBS multicamadas e, quanto mais camadas você adicionar a uma PCB flexível, menos flexível ela se tornará.

• Mais poderoso: as PCBS multicamadas são componentes de densidade extremamente alta que combinam várias camadas em uma ÚNICA PCB. Essas distâncias próximas tornam as placas mais conectadas e suas propriedades elétricas inerentes permitem que elas alcancem maior capacidade e velocidade, apesar de serem menores.

• Ponto de conexão único: PCBS multicamadas são projetados para serem usados ​​como uma unidade única, em vez de em série com outros componentes de PCB. Como resultado, eles têm um único ponto de conexão, em vez das várias conexões necessárias para usar vários PCBS de camada única. Isso também é benéfico no design de produtos eletrônicos, uma vez que eles só precisam incluir um único ponto de conexão no produto final. Isso é especialmente útil para pequenos aparelhos eletrônicos e dispositivos projetados para minimizar o tamanho e o peso.

These advantages make multilayer PCBS useful in a variety of applications, especially mobile devices and high-function electronics. Por sua vez, à medida que muitos setores mudam para soluções móveis, os PCBS multicamadas estão encontrando um lugar em um número crescente de aplicativos específicos do setor.

Por que os PCBS multicamadas são tão amplamente usados

Desvantagens de PCBS multicamadas

O PCB multicamada tem muitas vantagens e é adequado para várias tecnologias avançadas. No entanto, esses tipos de PCBS não são adequados para todos os aplicativos. Na verdade, várias desvantagens podem superar as vantagens de PCBS multicamadas, especialmente para eletrônicos com menor custo e complexidade. Essas desvantagens incluem:

• Custo mais alto: os PCBS multicamadas são muito mais caros do que os PCBS de camada única e dupla em todos os estágios do processo de fabricação. Eles são difíceis de projetar e levam muito tempo para resolver quaisquer problemas potenciais. Eles também requerem processos de manufatura altamente complexos para serem produzidos, o que requer muito tempo e mão de obra para os montadores. Além disso, devido à natureza dessas PCBS, quaisquer erros cometidos durante a fabricação ou montagem são extremamente difíceis de retrabalhar, resultando em custos de mão de obra adicionais ou encargos de sucata. Além disso, o equipamento usado para produzir PCBS multicamadas é muito caro porque ainda é uma tecnologia relativamente nova. Por todas essas razões, a menos que o tamanho pequeno seja uma necessidade absoluta para um aplicativo, uma alternativa mais barata pode ser uma escolha melhor.

• Produção complexa: PCBS multicamadas são mais difíceis de produzir do que outros tipos de PCB, exigindo mais tempo de projeto e técnicas de fabricação cuidadosas. Isso porque mesmo pequenas falhas no design ou na fabricação de placas de circuito impresso podem torná-la ineficaz.

• Disponibilidade limitada: um dos maiores problemas com PCBS multicamadas são as máquinas necessárias para produzi-los. Nem todos os fabricantes de PCB têm os recursos ou a necessidade de tal máquina, portanto, nem todos os fabricantes de PCB a possuem. Isso limita o número de fabricantes de PCB que podem ser usados ​​para produzir PCBS multicamadas para os clientes. Portanto, é aconselhável inquirir cuidadosamente sobre as capacidades do fabricante de PCB em PCBS multicamadas antes de decidir sobre um fabricante de PCB como fabricante contratado.

• Projetista técnico necessário: conforme mencionado anteriormente, os PCBS multicamadas exigem muito design de antemão. Sem experiência anterior, isso pode ser problemático. As placas multicamadas exigem interconexões entre as camadas, mas devem reduzir simultaneamente os problemas de diafonia e impedância.Um único problema no design pode resultar em uma placa que não funciona corretamente.

• Tempo de produção: à medida que a complexidade aumenta, também aumentam os requisitos de fabricação. Isso desempenha um papel fundamental na rotatividade de PCBS multicamadas – cada placa leva muito tempo para ser produzida, resultando em mais custos de mão de obra. Além disso, pode levar a um maior intervalo de tempo entre o pedido e o recebimento do produto, o que pode ser problemático em alguns casos.

No entanto, esses problemas não desapareceram do utilitário de PCBS multicamadas. Embora tendam a custar mais do que o PCBS de camada única, os PCBS de várias camadas têm muitas vantagens em relação a esse tipo de placa de circuito impresso.

Vantagens de PCBS multicamadas sobre alternativas de camada única

As vantagens do PCBS multicamada sobre as alternativas de camada única tornam-se ainda mais óbvias. Algumas das principais melhorias que os PCBS multicamadas fornecem incluem:

• Maior densidade de montagem: Enquanto a densidade do PCBS de camada única é limitada por sua área de superfície, os PCBS de várias camadas multiplicam sua densidade por camadas. Apesar do tamanho menor da placa de circuito impresso, o aumento da densidade possibilita maior funcionalidade, aumentando a capacidade e a velocidade.

• Tamanho menor: Em geral, os PCBS multicamadas são menores do que os PCBS de camada única. Enquanto os PCBS de camada única devem aumentar a área de superfície do circuito aumentando o tamanho, os PCBS de camadas múltiplas aumentam a área de superfície adicionando camadas, reduzindo assim o tamanho geral. Isso permite que PCBS multicamadas de maior capacidade sejam usados ​​em dispositivos menores, enquanto PCBS de camada única de maior capacidade devem ser instalados em produtos maiores.

• Menor peso: integração de componentes em PCBS multicamadas significa menos necessidade de conectores e outros componentes, fornecendo uma solução leve para aplicações elétricas complexas. O PCBS multicamada pode realizar a mesma quantidade de trabalho que o PCBS multicamada, mas com um tamanho menor, menos componentes conectados e peso reduzido. Esta é uma consideração essencial para pequenos dispositivos eletrônicos onde o peso é uma preocupação.

• Recursos de design aprimorados: No geral, PCBS multicamada pode superar a média de PCBS de camada única. Ao combinar características de impedância mais controlada, maior blindagem EMI e qualidade de design geral aprimorada, o PCBS multicamada pode alcançar mais, apesar de ser menor e mais leve.

Por que os PCBS multicamadas são tão amplamente usados

Então, o que esses fatores significam ao decidir sobre estruturas multicamadas e de camada única? Essencialmente, se você deseja produzir equipamentos pequenos, leves e complexos onde a qualidade é crítica, PCBS multicamadas pode ser sua melhor escolha. No entanto, se o tamanho e o peso não forem fatores importantes no design do produto, os designs de PCB de camada única ou dupla podem ser mais econômicos.