Las PCB multicapa son circuitos impresos compuestos por más de dos capas. Por lo tanto, deben tener al menos tres capas de material conductor dentro del material aislante. Permiten la creación de circuitos de dimensiones reducidas, con un ahorro considerable de espacio y peso. El cableado externo se reduce al mínimo y los componentes electrónicos se pueden montar mediante una mayor densidad de montaje.
Múltiples capas de fibra de vidrio epoxi unidas con múltiples capas de cobre de diversos grosores.
Materiales
FR4 de alto rendimiento, FR4 sin halógenos, materiales de bajas pérdidas y bajo Dk
Pesas de cobre (acabadas)
18μm - 210μm, avanzado 1050μm / 300z
Vía y separación mínimas
0,050mm / 0,050mm
Espesor de PCB
0,40 mm - 7,0 mm
Dimensiones máximas
580 mm x 1080 mm, avanzado 610 mm x 1400 mm
Acabados de superficie disponibles
HASL (SnPb), LF HASL (SnNiCu), OSP, ENIG, Estaño de inmersión, Plata de inmersión, Oro electrolítico, Dedos de oro
Taladro mecánico mínimo
0,20 mm
Taladro láser mínimo
0,10 mm estándar, 0,075 mm avanzado
Las placas de circuito impreso multicapa se construyen laminando tres o más capas de cobre con dieléctricos aislantes entre ellas. Las capas internas de señal y los planos dedicados de alimentación/tierra permiten enrutar circuitos complejos en un espacio compacto, al tiempo que mejoran la estabilidad eléctrica y el rendimiento EMI.
Si su diseño está limitado por la densidad de enrutamiento, el ruido, las señales de alta velocidad o la distribución de potencia, pasar de 2 capas a multicapa suele ser el paso más eficaz.
1) Multicapa frente a doble cara (por qué los compradores mejoran)
Artículo
PCB multicapa
Placa de circuito impreso de doble cara
Capacidad de enrutamiento
Mucho más alto a través de capas internas
Limitado a la parte superior/inferior
Estabilidad SI/PI
Más fácil con aviones específicos
Más difícil aislar el ruido
Control EMI
Mejor blindaje con aviones
Trayectorias de señal más expuestas
Tamaño del producto
Tableros más pequeños para la misma función
Se necesitan tablas más grandes
Necesidad típica
Diseños complejos / densos / de alta velocidad
Complejidad moderada
2) Qué permiten las PCB multicapa en diseños reales
Los apilamientos multicapa se eligen cuando se necesitan uno o varios de estos resultados:
Enrutamiento de alta densidad para dispositivos compactos y componentes de paso fino
Impedancia controlada para trayectos de señal de alta velocidad o RF
Distribución de energía más limpia uso de planos de potencia/tierra
Menor EMI y diafonía mediante la separación de capas y el blindaje
Estabilidad mecánica para ensamblajes que deben resistir esfuerzos térmicos o vibraciones
3) Conceptos básicos del apilamiento (funcionamiento conjunto de las capas)
Una placa multicapa suele incluir una mezcla de:
Capas exteriores: pads de componentes + enrutamiento de la señal principal
Capas de señales internas: interconexiones largas o densas
Planos de tierra/potencia: vías de retorno estables, ruido reducido, SI/PI mejorado
Estructuras de vía opcionales: Vías pasantes, vías ciegas/enterradas o microvías para aumentar la densidad y acortar los trayectos de las señales.
La pila de la derecha está impulsada por densidad de enrutamiento, objetivos de impedancia, riesgo de EMI y limitaciones de montaje.
4) Cuándo elegir multicapa
Las placas de circuito impreso multicapa encajan a la perfección cuando:
Dos capas no pueden terminar el trazado sin arriesgar la traza
Necesitas interfaces de alta velocidad (e impedancia estable)
Los problemas de EMI o de conexión a tierra aparecen en los primeros prototipos
El recinto es estrecho y el tamaño del tablero debe reducirse
El suministro de energía es delicado y necesita planos específicos
La fiabilidad requiere un comportamiento térmico y mecánico estable
5) Consejos DFM para mejorar el rendimiento y las prestaciones eléctricas
Planificar el apilamiento antes del trazado final Fije el grosor dieléctrico, la distribución del cobre y el orden de los planos con antelación. Los cambios de apilado tardíos son una de las principales causas de los bucles de rediseño.
Utilizar planos para controlar las vías de retorno Las señales de alta velocidad deben referenciarse a planos de tierra continuos para reducir el ruido y la radiación.
Mantener las redes críticas en ventanas de proceso estables Evite reducir cada trazo al mínimo ancho/espacio posible a menos que sea necesario, ya que el rendimiento disminuye rápidamente en los bordes.
Gestión a través de la estrategia de SI y costes Utilice vías avanzadas (ciegas/enterradas o microvías) sólo cuando ofrezcan ventajas reales de densidad o SI; de lo contrario, las vías estándar mantienen los costes bajos.
Equilibrar el cobre para reducir el alabeo La distribución simétrica del cobre ayuda a evitar la torsión/codo, mejorando el rendimiento del montaje.
6) Factores clave de los costes (qué cambia el precio con rapidez)
Número de capas y complejidad del apilamiento
Estructuras de vías especiales (ciegas/enterradas/microvías frente a vías pasantes estándar)
Necesidades de calidad del material (alta TG, bajas pérdidas, sin halógenos, etc.)
Requisitos de control de impedancia
Peso del cobre y cualquier zona de cobre pesado
Complejidad del esquema del tablero y utilización de paneles
Elección del acabado superficial y cobertura de las pruebas
Una breve revisión DFM suele identificar qué controladores pueden optimizarse sin sacrificar el rendimiento.
7) Del prototipo a la producción en serie
Un programa multicapa fiable suele ser el siguiente:
DFM y confirmación de apilamiento → alinear las necesidades de densidad, impedancia, EMI y fiabilidad.
Construcción del prototipo → verificar el montaje y la estabilidad eléctrica
Prueba piloto → validar el rendimiento y la repetibilidad
Producción en serie → entrega estable con control total del proceso
La alineación temprana de DFM reduce el riesgo de costes y plazos.
8) Lista de comprobación RFQ (envíela para obtener un presupuesto rápido y preciso)
Artículo RFQ
Qué proporcionar
Por qué es importante
Archivos de diseño
Gerber u ODB
Confirma la densidad y las características del enrutamiento
Apilamiento de objetivos
Orden de las capas, plano dieléctrico, pesos del cobre
Valida la fabricabilidad y el SI/PI
Necesidades de impedancia
Redes y blancos de impedancia controlada
Ruta del proceso de bloqueo
A través de las necesidades
Zonas de sólo paso o ciegas/enterradas/microvías
Impulsa los costes y el rendimiento
Objetivos de fiabilidad
Requisitos de pruebas o normas
Establece el material y el nivel de validación
Plan de cantidades
Prototipo / MPQ / volumen anual
Optimiza la estrategia de paneles y el plazo de entrega
Notas de montaje
Acabado, lado del componente, limitaciones especiales
Evita sorpresas en la construcción
¿Preparado para iniciar su proyecto de PCB multicapa?
Las placas de circuito impreso multicapa son la forma más rápida de aumentar la densidad de enrutamiento, limpiar la integridad de la señal/energía y reducir el tamaño de la placa en electrónica compleja. Envíe su Gerber + apilamiento de objetivos + requisitos de impedancia para una revisión DFM y un presupuesto rápidos. Acordar con antelación la estrategia de apilamiento y las vías es el camino más corto para conseguir prototipos estables y una producción en serie sin problemas.