Apilamiento de capas

¿Por qué el apilamiento?

El desarrollo irreversible de la electrónica moderna ha impulsado cada vez más a las PCB hacia exigencias como la miniaturización, el peso ligero, la alta velocidad, un mejor rendimiento y fiabilidad, y una vida útil más larga, lo que da lugar a la popularidad de las PCB multicapa. Combinadas mediante un tipo de adhesivo semisólido llamado "prepreg", dos o más PCB de una o doble cara se apilan juntas para generar PCB multicapa a través de una conexión mutua fiable y predefinida entre ellas. Hay tres o más capas conductoras en una PCB multicapa, con dos capas exteriores y una capa sintetizada en la placa de aislamiento. Con el aumento de la complejidad y la densidad de las PCB, es posible que se presenten algunos problemas como ruido, capacitancia parásita y diafonía cuando la disposición de las capas tiene un diseño ineficiente.

La planificación óptima de la apilación multicapa es uno de los elementos más importantes para determinar el rendimiento de Compatibilidad Electromagnética (EMC) de un producto. Una apilación de capas bien diseñada puede tanto minimizar la radiación como evitar que el circuito sea interferido por fuentes de ruido externas. Los sustratos de PCB bien apilados también pueden reducir la diafonía de señales y los problemas de desajuste de impedancia. Sin embargo, una apilación deficiente puede hacer que aumente la radiación EMI (Interferencia Electromagnética), porque las reflexiones y el ringing en el sistema, como resultado del desajuste de impedancia, pueden reducir drásticamente el rendimiento y la fiabilidad de los productos. Este artículo se centra entonces en la definición de la apilación de capas, sus reglas de diseño y consideraciones esenciales.

¿Qué es el apilamiento?

La pila se refiere a la disposición de las capas de cobre y las capas aislantes que conforman una PCB antes del diseño del trazado de la placa. Aunque una pila de capas te permite incorporar más circuitería en una sola placa mediante las distintas capas de la PCB, la estructura del diseño de la pila de PCB ofrece muchas otras ventajas:
• Una pila de capas de PCB puede ayudarte a minimizar la vulnerabilidad de tu circuito al ruido externo, así como a reducir la radiación y disminuir los problemas de impedancia y diafonía en diseños de PCB de alta velocidad.
• Una buena configuración de apilado de capas de PCB también puede ayudarte a equilibrar tu necesidad de métodos de fabricación eficientes y de bajo costo con las preocupaciones sobre problemas de integridad de señal
• La pila de capas de PCB adecuada también puede mejorar la compatibilidad electromagnética de su diseño.

Muy a menudo será beneficioso para usted optar por una configuración de PCB apilada para sus aplicaciones basadas en placas de circuito impreso.

Para las PCB multicapa, las capas generales incluyen el plano de tierra (plano GND), el plano de alimentación (plano PWR) y las capas internas de señal. Aquí hay un ejemplo de una pila de PCB de 8 capas.

Apilamiento de Capas de PCB - PCBCart

De acuerdo con esta figura, es claramente evidente que la distribución de capas en las PCB se ajusta a una estructura simétrica o equilibrada. Además de la distribución de capas, también debe tomarse muy en serio el espaciado entre capas. Para cumplir con el requisito de miniaturización, se debe lograr el espaciamiento mínimo de las pistas al planificar el apilado de capas. El espacio entre capas puede ser de núcleo (core) o de prepreg. Las placas multicapa suelen constar de al menos uno o más núcleos y prepregs. Los núcleos están formados por láminas de laminado epoxi reforzado con fibra de vidrio recubiertas de cobre. El grosor del núcleo está en el rango de 0,1 mm a 0,3 mm.

Prepreg es el término común para un tejido de refuerzo que ha sido preimpregnado con un sistema de resina. Este sistema de resina (normalmente epoxi) ya incluye el agente de curado adecuado. La función principal del prepreg es apilar todas las capas en una sola placa mediante alta temperatura. La siguiente tabla muestra los atributos físicos y químicos de las principales categorías de prepreg, es decir, 7628, 2116 y 1080.

En realidad, el grosor de cada tipo de prepreg no siempre es estable y se realizarán ajustes para cumplir con el requisito específico de grosor de la PCB. Deben tenerse en cuenta algunos factores al determinar la cantidad de prepreg, incluyendo el grosor de la capa interna, el requisito de grosor del diseño del producto o el requisito de la tecnología de fabricación, las características del prepreg, el rendimiento práctico y el grosor real después de la prueba de apilado. La imagen siguiente muestra un ejemplo de PCB de 4 capas cuya distribución de capas y grosor se representan.

En este ejemplo, como el espesor del cobre es estable,Fabricante de PCBajustará el espesor del prepreg y del núcleo para cumplir con el requisito de espesor. Hay 2 métodos para ser compatibles con el ajuste mencionado anteriormente.
•Desplazamiento entre capas. La ranura de retracción de resina se utiliza en el diseño del lado de la placa en lugar de la almohadilla de flujo estrangulado. Con respecto a la posición del apilado, se puede utilizar el método de fusión en caliente más remache más pasador de alineación para resolver el problema de desalineación del apilado.
•Manchado por apilamiento. En el proceso de disposición de la placa, se pueden añadir almohadillas de silicona, junto con la ayuda de una placa de resina epoxi, de modo que la presión se mantenga equilibrada, lo que puede ayudar tanto a eliminar las manchas de apilado como a controlar eficazmente la uniformidad del grosor de la placa.

En función de las propiedades químicas y físicas del prepreg, puedes estimar el espesor o el peso de cobre de la placa de circuito final mediante un cálculo sencillo.

Para obtener un espesor específico de preimpregnado, es necesario combinar diferentes tipos de preimpregnados para lograr el espesor requerido. Por ejemplo, el espesor de 0,14 mm se obtiene de la combinación de dos láminas de preimpregnados 1080, mientras que el de 0,19 mm proviene de la combinación de preimpregnados 2116 y 1080.

Apilamiento estándar de capas de PCB de PCBCart

PCBCart proporcionaplacas de circuito multicapacon capas en el rango de 4 a 32 capas, grosor de la placa de 0,4 mm a 3,2 mm, grosor de cobre de 18 μm a 210 μm (0,5 oz a 6 oz), grosor de cobre de la capa interna de 18 μm a 70 μm (0,5 oz a 2 oz) y un espacio mínimo entre capas de 3 mil.

Las siguientes imágenes presentan la estructura de capas comúnmente utilizada por PCBCart paraServicio estándar de PCBLa estructura real de capas se determinará por el material de la PCB y muchos otros elementos. Si tiene requisitos especiales sobre la estructura de capas de la PCB, envíe por correo electrónico el grosor de su placa de circuito y el número de capas. Compartiremos la estructura de capas correspondiente en consecuencia.

Nota: Nuestro servicio de prototipos de PCB ofrece posibilidades limitadas para configuraciones personalizadas de apilado de capas. Si su aplicación requiere una configuración específica de apilado de capas, le recomendamos el servicio estándar de PCB.

Una pila de capas comúnmente utilizada para PCBs de 4 capas

De uso comúnApilamiento de capas para PCB de 6 capas

Una pila de capas comúnmente utilizada para PCB de 8 capas

Una pila de capas comúnmente utilizada para PCB de 10 capas

Una pila de capas comúnmente utilizada para PCB de 12 capas

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