Las placas de circuito impreso están formadas por diferentes números de capas, desde una a varias. Varias capas determinan la potencia y la funcionalidad de la placa de circuito impreso. Estas capas ayudan a transportar la energía que se aplica a muchos electrodomésticos, por ejemplo, aparatos de cocina, relojes inteligentes, teléfonos móviles, dispositivos médicos, aeroespaciales, dispositivos de almacenamiento, etc. Se puede contar el número de capas de la placa de circuito impreso utilizando la tecnología de agujeros pasantes. En las placas de circuito impreso de una sola capa, se puede ver fácilmente que sólo hay una capa. Sin embargo, en los PCB multicapa es necesario perforar un orificio para ver las capas.
Las capas de una placa de circuito impreso son como una lasaña y están formadas por materiales dieléctricos y conductores. Los siguientes factores suelen decidir los números de cualquier PCB.
1. Aplicaciones de los PCB:
Hay que decidir para qué fin se desea diseñar la placa de circuito impreso. Sólo algunas PCB monocapa son adecuadas para dispositivos complejos y multifuncionales. Debes decantarte por las PCB multicapa para obtener alta calidad, velocidad y proyectos más significativos.
2. 2. Presupuesto:
Su presupuesto también decidirá si opta por PCB de una capa, PCB de doble capa o PCB multicapa. Los proyectos de gran capacidad exigen PCB multicapa, que son más costosas.
3. Frecuencia de funcionamiento:
La capacidad de funcionamiento debe tenerse en cuenta a la hora de elegir las placas de circuito impreso. Para alta velocidad y potencia, debe seleccionar un PCB multicapa.
4. Tiempo de espera:
El plazo de entrega también es un factor esencial a tener en cuenta cuando se eligen muchas capas de PCB. Para hacer un pedido al por mayor, debe optar por un PCB de una o dos capas. El plazo de entrega estimado para las placas de circuito impreso de una capa es de 14 días, y para las de varias capas, de más de 20 días. El coste también reducirá el plazo de entrega.
5. Requisitos de la capa de señalización:
Las capas de señal también son cruciales en el diseño de placas de circuito impreso. Las capas de señal tienen una fuerte correlación con la densidad de patillas. A medida que aumentan las capas, se reduce la densidad de patillas. Por ejemplo, para una densidad de pines de 1,0, las capas de señal serán 2, y para una densidad de pines de 0,2, las capas llegarán hasta 14 en número.
Capas de PCB:
Las placas de circuito impreso monocapa sólo tienen una capa, pero las multicapa tienen entre cuatro y doce. Podemos tomar una estructura de PCB multicapa como un sándwich en el que se apilan materiales dieléctricos y conductores.
La disposición de las capas puede afectar a la compatibilidad electromagnética. Por ejemplo, las capas de PCB distribuidas uniformemente mostrarán efectos indeseables porque están en una posición simétrica respecto al núcleo de la PCB. Para obtener una compatibilidad electromagnética deseable, las capas deben colocarse cerca del centro de la placa de circuito impreso. Para aumentar la transmisión de la señal, las capas también deben apilarse lo más cerca posible.
Pasos para determinar el número de capas de la placa de circuito impreso:
Puede determinar el número de capas siguiendo estos tres sencillos pasos;
1. Elección del número de capas:
Placa de circuito impreso de una o dos capas:
La PCB monocapa tiene una estructura sencilla y sólo consta de una capa de dieléctrico conductor cubierta de cobre y máscara de soldadura. Además, el PCB monocapa representa tres colores: verde para la máscara de soldadura, marrón para el cobre y gris para el dieléctrico.
Las placas de circuito impreso de una sola capa son fáciles de fabricar, por lo que puede hacer pedidos al por mayor. Son asequibles y poco complicados, por lo que se reparan con eficacia. Las placas de circuito impreso de una capa se han utilizado durante varias décadas; sin embargo, la mayoría de los electrodomésticos y las industrias las han sustituido por placas de circuito impreso de varias capas. Las placas de circuito impreso de una sola capa siguen funcionando en muchos aparatos eléctricos, por ejemplo, radiocalculadoras, luces LED, impresoras, cámaras, cafeteras, etc.
Los PCB de doble capa tienen una tecnología más avanzada. El PCB de doble capa es igual que el PCB de una sola capa, pero tiene una gran capacidad y un rendimiento mucho mejor que el PCB de una sola capa. Es la opción más utilizada en el mercado actual debido a su bajo coste y mejor rendimiento. El PCB de doble capa es muy parecido al PCB de una sola capa, pero tiene una gruesa cubierta dieléctrica con cobre tanto en la cara superior como en la inferior.
Además, el PCB de doble capa representa un sándwich de gruesas capas dieléctricas grises situadas en el centro, el color marrón representa el cobre en las caras superior e inferior, y el verde claro representa la máscara de soldadura en ambas caras. Los PCB de doble capa son más flexibles y densos, lo que los hace más favorables para su uso en aparatos eléctricos. Además, los PCB de doble capa son económicos y fáciles de diseñar, lo que facilita su reparación. Las placas de circuito impreso de doble capa se aplican a muchos dispositivos, como impresoras, LED, amplificadores, etc.
Sería útil que eligieras PCB de una o dos capas para dispositivos sencillos en casa, pero evítalas para interfaces con impedancia controlada. Las PCB de una o dos capas no son recomendables para DVD, USB, etc.
Placa de circuito impreso de cuatro capas:
La placa de circuito impreso de cuatro capas es diferente de la de una o dos capas. Así, la PCB de cuatro capas es más compleja, ya que tiene capas separadas de cobre y material conductor. La PCB de cuatro capas consta de cuatro tiras de cobre y tres dieléctricos con máscaras de soldadura superior e inferior. Entonces, el PCB de cuatro capas representa nueve tiras con colores marrón, verde y gris. Los PCB de cuatro capas son más duraderos, flexibles, ligeros y compactos. Los PCB de cuatro capas se utilizan en satélites, rayos X, tecnología de escáner TAC, tecnología nuclear y equipos espaciales. Son más complejos y se necesitan expertos para manipularlos.
El PCB de cuatro capas es mucho mejor que el PCB de una o dos capas porque no es costoso y el rendimiento también es mejor. PCB de 4 capas recomienda en caso de circuitos simples pero evita el uso en placas de CPU.
Placa de circuito impreso de seis capas:
La placa de circuito impreso de seis capas tiene la misma estructura que la de cuatro capas, con dos capas adicionales de cobre y dieléctricas. La segunda y cuarta capa son dieléctricas y la primera, tercera y quinta son preimpregnadas. En una PCB de seis capas, dos capas son planos y las otras son señales. Son más gruesas, de gran capacidad, tamaño compacto y más potentes. Las placas de circuito impreso de seis capas son de alta calidad y se recomienda su uso en la mayoría de las placas base. También se aplican a ordenadores, alarmas contra incendios, tecnología GPS, etc.
Placa de circuito impreso multicapa:
Las placas de circuito impreso multicapa constan de más de dos capas y dependen del presupuesto y la complejidad del proyecto que desee. Además, las placas de circuito impreso multicapa pueden constar de dos, cuatro, diez o doce capas.
El PCB de 10 capas suele caber en un zócalo de 1 mm, igual que el PCB de 8 capas pero con mejor rendimiento que el PCB de ocho capas. La PCB de 10 capas es adecuada para su uso en ordenadores SODIMM. También existen en el mercado placas de circuito impreso de 12 capas que se utilizan en industrias pesadas.
2. diseñar una maqueta:
Puedes empezar con las capas superior e inferior de la PCB. Es más, puedes añadir dos entre las capas superior e inferior si quieres añadir más capas. Puedes rediseñar el diseño y encajar todo en esto, una superior, una inferior y dos capas interiores. Las capas de PCB se pueden determinar con diferentes factores, incluyendo la tecnología de PCB, apilamientos de PCB, Vias, colocaciones de componentes, y muchas características. Si quieres añadir más conexiones, puedes añadirlas según tu demanda.
3. Distribución de capas de PCB:
Una vez determinado el número necesario de capas, hay que llevar a cabo cuidadosamente las tareas siguientes para disponer todos los circuitos de forma sensata. Hay que tener en cuenta dos factores importantes,
- Distribución de la capa de tierra y potencia
- Distribución de la capa de señales
Existen diferentes opciones para distribuir las capas en la placa de circuito impreso. La pila de 4 capas suele utilizar señales/GND/Energía/Señal, y la pila de seis capas se ordena como Señal/GND/Energía o Mezclada con señales/GND/Señal. GND a menudo prefiere la segunda capa que proporciona un escudo de señales de alta velocidad.
A medida que aumenta el número de capas, puede haber más opciones de configuración para las capas de tierra, alimentación y señales especiales. Sin embargo, hay varias directrices que deben seguirse al crear estas disposiciones de capas:
- La capa de potencia debe estar junto a la capa de señal en particular, y la capa de potencia de cobre debe servir como blindaje.
- Se puede colocar una capa de tierra entre dos capas de señal para evitar el contacto directo.
- Las capas de potencia y la tierra múltiple pueden reducir eficazmente la impedancia.
- La estructura simétrica de las capas
El número de capas depende de los requisitos funcionales y económicos de la aplicación. La densidad de patillas se definirá más adelante; es fundamental para determinar el número de capas de las placas de circuito impreso (PCB).
La densidad del cableado de la placa de circuito impreso (PCB) debe determinarse utilizando las herramientas adecuadas. También es necesario decidir qué señales se transmitirán a través de ella y, a continuación, se tendrán en cuenta los requisitos específicos del cableado, como líneas diferenciales, líneas de señal afiladas, etc.
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