Las placas de circuito impreso (PCB) de 4 capas son una parte fundamental de los componentes electrónicos que conforman los dispositivos modernos. Cada componente electrónico tiene su equivalente electrónico en algún lugar de la PCB y, a su vez, cada PCB tiene orificios para alojar estos componentes electrónicos. Pero, ¿cuál es la diferencia entre las PCB de 4, 6, 8 y 10 capas? ¿Y por qué algunos fabricantes recomiendan determinados grosores en lugar de otros? Veámoslo.
¿Cuántas capas puede tener una placa de circuito impreso?
Las PCB tienen muchas capas y cada una de ellas es una parte esencial de la PCB terminada. Hay algunas capas comúnmente conocidas, como la superior, la inferior, el sustrato, etc., pero también hay más capas. Estas capas adicionales se denominan «capas funcionales». A continuación se muestran algunas de las capas funcionales más utilizadas.
- Capa de revisión de cobre:
es la primera capa que se deposita en la PCB. Se trata de una capa fundamental, ya que determina cómo se depositarán el resto de capas. Determina cómo se depositarán el resto de capas. - Capa de máscara de soldadura:
es una capa fina que protege la capa superior de la oxidación. Para obtener más detalles sobre la protección de las PCB, consulte nuestro artículo sobre el recubrimiento de PCB. - Máscara de soldadura superior:
es una capa más gruesa de cobre que protege la capa superior de la oxidación. - Máscara de soldadura inferior:
es una capa más gruesa de cobre que protege la capa inferior de la oxidación. - Sustrato:
es el material base de la PCB y debe ser lo suficientemente duro como para que la PCB se pueda fijar a él. - Película seca:
es un recubrimiento de resina que se aplica sobre el sustrato. - Película húmeda:
es la finalización del proceso de la PCB y el cabezal de impresión se mueve para depositar el cobre. - Capa adhesiva:
es una fina capa de cobre que se aplica sobre la película húmeda para completar el proceso de la PCB.
PCB de 4 capas
Una PCB de 4 capas es la capa base de su placa de circuito impreso (PCB). La capa base es donde se colocan las pistas para transferir señales entre los componentes. La capa base está hecha de poliimida o poliéster. La poliimida se utiliza habitualmente en PCB militares, ya que tiene una resistencia dieléctrica muy alta y es resistente a los productos químicos, el aceite y la grasa. El poliéster se utiliza habitualmente en PCB de consumo, ya que es muy flexible y se puede procesar fácilmente con baja tensión.
Apilamiento de PCB de 4 capas
Hay 2 tipos de apilamiento para placas PCB de 4 capas:
Apilamiento 1
– Capa 1: Señal
– Capa 2: Tierra/Alimentación
– Capa 3: Alimentación/Tierra
– Capa 4: Señal
Apilamiento 2
– Capa 1: Tierra
– Capa 2: Señal/Alimentación
– Capa 3: Alimentación/Señal
– Capa 4: Tierra
Para la primera apilación, se suele aplicar a situaciones en las que hay muchos chips en la placa. Esta solución puede obtener un mejor rendimiento SI, pero no es muy buena para el rendimiento EMI, que se controla principalmente mediante el cableado y otros detalles. Atención principal: la formación se coloca en la capa de conexión de la capa de señal con la señal más densa, lo que favorece la absorción y la supresión de la radiación; aumentando el área de la placa para reflejar la regla 20H.
El segundo enfoque se utiliza cuando la placa tiene suficiente espacio alrededor del chip y la densidad del chip es lo suficientemente baja. Las capas exteriores de la PCB funcionan como líneas de tierra, y las capas intermedias funcionan como líneas de señal/alimentación. La fuente de alimentación se encamina por la línea de señal utilizando un cable ancho, lo que hace que la impedancia de la corriente de alimentación sea baja y la impedancia de la ruta de la microcinta de señal sea baja. Esta estructura también tiene el rendimiento EMI más bajo de cualquier PCB de 4 capas.
Ventajas de las placas PCB de 4 capas
- – Más opciones de enrutamiento que las placas de dos capas.
- – Pueden soportar corrientes más altas que las placas de dos capas;
- – Menor probabilidad de sufrir daños por descargas electrostáticas.
Aplicaciones de PCB de 4 capas
Las placas de circuito impreso de cuatro capas se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, entre las que se incluyen:
- – electrónica automotriz;
- – telecomunicaciones;
- – redes informáticas;
- – dispositivos médicos;
- – aeroespacial y defensa.
PCB de 6 capas
A continuación, tenemos una PCB de 6 capas. Al igual que la PCB de 4 capas, la PCB de 6 capas también está fabricada con poliimida o poliéster. Sin embargo, en este caso, el grosor de cada una de estas capas es mayor. Esto aumenta la rigidez de la PCB y la hace más duradera.
Apilamiento de PCB de 6 capas
Para gestionar el elevado ancho de banda instantáneo y el gran número de chips, se recomienda utilizar una placa de 6 capas. Se recomienda la siguiente configuración de apilamiento:
Apilamiento 1
– Capa 1: Señal
– Capa 2: Tierra
– Capa 3: Señal
– Capa 4: Alimentación
– Capa 5: Tierra
– Capa 6: Señal
Apilamiento 2
– Capa 1: Tierra
– Capa 2: Señal
– Capa 3: Tierra
– Capa 4: Alimentación
– Capa 5: Señal
– Capa 6: Tierra
En el apilamiento 1, la capa de señal es adyacente a la capa de tierra y las capas de tierra y alimentación están emparejadas, lo que da como resultado una mejor integridad de la señal. La impedancia de cada capa de traza se puede controlar bien y las dos capas son capaces de absorber bien las líneas del campo magnético. Cuando están presentes las capas completas de alimentación y tierra, se mejora la ruta de retorno para cada capa de señal.
Para Stackup 2, esta solución solo es adecuada para casos en los que la densidad del dispositivo no es muy alta. Esta pila tiene todas las ventajas de la pila anterior, y el plano de tierra de las capas superior e inferior es relativamente completo y puede utilizarse como una capa de blindaje mejor. Cabe señalar que la capa de alimentación debe estar cerca de la capa que no es el lado del componente principal, ya que el plano inferior será más completo. Por lo tanto, su rendimiento EMI es mejor que el del primer esquema.
Ventajas de las placas PCB de 6 capas
- – Mejor estabilidad mecánica y disipación del calor.
- – Mayor densidad de enrutamiento;
- – Mayor capacidad de transporte de corriente y tensión.
- – Mayor fiabilidad.
- – Reducción de la diafonía.
- – Reducción de las interferencias electromagnéticas.
Aplicaciones de PCB de 6 capas
- – Aplicaciones digitales y de radiofrecuencia de alta velocidad.
- – Amplificadores de potencia;
- – Dispositivos de microondas;
- – Aplicaciones de alta tensión/alta corriente;
- – Líneas de transmisión con control de impedancia;
- – Blindaje EMI/RFI.
PCB de 8 capas
La PCB de 8 capas es la más gruesa de todas las PCB y está fabricada con poliimida o poliéster. Las PCB de poliimida son extremadamente duraderas y flexibles, además de poder procesarse con relativa facilidad mediante sistemas automatizados. Las PCB de poliéster son extremadamente flexibles, pero no pueden soportar la resistencia química como las PCB de poliimida. Su fabricación puede ser más cara que la de las PCB con menos capas. Además, requieren un diseño y una planificación más cuidadosos.
Apilamiento de PCB de 8 capas
Hay muchas formas posibles de apilar una PCB de 8 capas, pero aquí tienes el mejor ejemplo:
– Capa 1: Señal
– Capa
2: Tierra – Capa 3: Señal
– Capa 4: Alimentación –
Capa 5: Tierra
– Capa 6: Señal
– Capa 7: Tierra
– Capa 8: Señal
Las capas internas se utilizan normalmente para transportar señales, mientras que las capas externas se utilizan para proporcionar planos de alimentación o tierra. Este método de apilamiento ayuda a reducir la diafonía y a mejorar la integridad de la señal. Además, tiene una muy buena capacidad para absorber el geomagnetismo, gracias al uso de múltiples capas de tierra.
Ventajas de las placas PCB de 8 capas
- – Reducción de la diafonía;
- – Reducción de las interferencias electromagnéticas;
- – Reducción de la pérdida de señal;
- – Mayor integridad de la señal;
- – La PCB de ocho capas ofrece más capacidades de enrutamiento que la PCB de cuatro capas;
- – Una PCB de ocho capas puede soportar una mayor densidad de componentes.
Aplicaciones de PCB de 8 capas
Las placas de circuito impreso de 8 capas se utilizan a menudo en diseños complejos o de alta velocidad. Algunos usos comunes son:
- – Placas de alimentación eléctrica;
- – Placas de comunicación;
- – Placas de control;
- – Placas de señal;
- – Placas de memoria;
- – Placas de interfaz;
- – Placas de adquisición de datos;
- – Placas de sistemas integrados.
