PCB monocapa frente a PCB multicapa

La placa de circuito impreso o PCB se diseña de forma controlada para conectar diferentes componentes en dispositivos eléctricos. Los PCB tienen diferentes capas de cobre interconectadas entre sí, lo que define su complejidad. Se presentan en un número diferente de capas que van desde la simple y la doble hasta doce capas. Varias capas aumentan la complejidad y funcionalidad de cualquier PCB. 

Las placas de circuito impreso monocapa y multicapa se clasifican en función de su estructura. Ambos tipos de PCB se utilizan en la vida cotidiana. Antes de diseñar una placa de circuito impreso, hay que elegir entre una monocapa y una multicapa. Muchos dispositivos habituales emplean ambos estilos de diseño. Cuál sea el ideal para usted dependerá del tipo de proyecto que esté utilizando. Las placas monocapa son para dispositivos más sencillos, mientras que las multicapa son más típicas para dispositivos complicados. 

Con el nombre de ambas placas de circuito impreso puede adivinar cuál es la distinción entre ellas. Las PCB de una capa sólo tienen una capa de material base, mientras que las de varias capas tienen numerosas capas. Si se examinan a fondo los diseños y el funcionamiento de estas placas, se pueden observar varios cambios en ellas. Hoy en día, los PCB se utilizan en una amplia gama de aparatos eléctricos fabricados con una o varias capas aislantes. Aquí hablaremos en detalle de las placas de circuito impreso de una y varias capas. 

Placa de circuito impreso de una sola capa:

Muchos aparatos eléctricos esenciales utilizan placas de circuito impreso de una sola capa. Las placas de circuito impreso monocapa constan de una sola capa. Tienen un diseño conductor en un lado y componentes en el otro. En estos PCB se incluye una capa de material conductor. Un sustrato, una capa de soldadura de blindaje, capas metálicas conductoras y una serigrafía conforman una placa de una sola capa.

La placa de circuito impreso de una capa sólo tiene una capa de material conductor, y la otra se utiliza para fijar diversos componentes electrónicos a la placa. Los PCB de una sola capa son la parte esencial de la electrónica, pero se siguen utilizando en muchos aparatos eléctricos. También existen PCB de doble cara o doble capa, con ambas caras fabricadas con cobre tanto en la parte superior como en la inferior. Las PCB de doble capa son más complejas y mejores que las de una sola capa. 

Ventajas de la placa de circuito impreso monocapa:

Las ventajas de la placa de circuito impreso monocapa son muchas, como se indica a continuación;

• Las placas de circuito impreso de una sola capa son rentables y se utilizan principalmente por su diseño de baja densidad.
• Las placas de circuito impreso monocapa son fáciles de diseñar y fabricar. Taladrar, soldar y volver a soldar son pasos sencillos en la fabricación de PCB de una sola capa. 
• Los pedidos a granel resultan sencillos en el caso de las placas de circuito impreso monocapa, ya que son ligeras y fáciles de diseñar. 
• Las placas de circuito impreso de una sola capa tardan menos en diseñarse, por lo que son la opción ideal en caso de pedidos rápidos de placas de circuito impreso. 

Desventajas de la placa de circuito impreso monocapa:

Aunque las placas de circuito impreso de una sola capa son fáciles de diseñar y fabricar, tienen algunas limitaciones, como se comenta aquí.

• Algunos circuitos grandes y complejos necesitan más espacio y conexiones para el montaje de componentes de las que carecen las placas de circuito impreso de una sola capa. Por eso, las placas de circuito impreso de una sola capa no son adecuadas para dispositivos de grandes conexiones. 
• Además, las placas de circuito impreso de una sola capa carecen de la velocidad y potencia suficientes para realizar muchas conexiones. 
• Tiene menor capacidad y velocidad para operar funciones complejas. 
• No son decisivos para los grandes aparatos que necesitan más potencia. 

Aplicaciones de los PCB monocapa:

Las placas de circuito impreso de una sola capa siguen siendo las principales en muchos dispositivos, pero se utilizan sobre todo en aparatos sencillos para operar una sola función. Como se explica más adelante, los PCB de una sola capa se han utilizado ampliamente en muchas máquinas más superficiales y complejas. 

• Las placas de circuito impreso monocapa se utilizan en dispositivos eléctricos y manuales sencillos de uso cotidiano, como radios, teléfonos móviles, calculadoras, cafeteras, cámaras e impresoras.
• Las placas de circuito impreso de una sola capa son estándar para dispositivos de almacenamiento, por ejemplo, unidades de estado sólido con sensores y otras fuentes de alimentación.

Placa de circuito impreso de varias capas:

Una placa de circuito impreso (PCB) multicapa contiene más de dos capas y al menos tres capas conductoras de cobre o material conductor. Las capas superior e inferior de una PCB multicapa se asemejan a una PCB de doble cara, pero hay capas adicionales a ambos lados del núcleo. Estas capas se unen mediante orificios chapados en cobre. Las capas superior e inferior de la placa de circuito impreso multicapa se utilizan para montar los componentes activos y pasivos, y las capas interiores apiladas se utilizan principalmente para el encaminamiento.

El PBC multicapa es una de las piezas esenciales de los aparatos eléctricos actuales para mejorar su rendimiento. El sustrato y el material deben diseñarse y elegirse cuidadosamente para mejorar el rendimiento. 

El primer paso para fabricar una placa de circuito impreso multicapa es preparar el diseño de la placa. El siguiente paso es decidir el núcleo de la capa interior y luego laminar utilizando láminas de cobre. A continuación, aplicar calor, vacío y presión para asegurarse de que no haya aire entre las capas. 

Las placas de circuito impreso multicapa con un elevado número de capas necesitan un dieléctrico fino, lo que se traduce en un acoplamiento estrecho entre las capas por defecto. Suelen funcionar mejor en cuanto a rendimiento EMI e integridad de la señal en electrónica de alta velocidad. Para tener en cuenta el grosor mínimo de los materiales utilizados, el grosor de la placa también debe aumentar a medida que lo hace el grosor de las capas.

Las placas de circuito impreso multicapa constan de dos o más capas aislantes que son flexibles, duraderas, ligeras, compactas y cumplen múltiples funciones. Estos PCB son placas eléctricas que se utilizan en diversos sectores, como las telecomunicaciones, el ejército y la defensa. 

Para diseñar placas de circuito impreso se utiliza un número par e impar de capas. Los diseñadores prefieren un número par de capas a un número impar a la hora de crear PCB multicapa, ya que laminar un número impar de capas podría dar lugar a un circuito complejo y a costes elevados. Una PCB multicapa puede fabricarse con cualquier número de capas. Los smartphones pueden emplear hasta doce capas, mientras que algunas aplicaciones necesitan entre cuatro y ocho.

Un sustrato de placa de circuito impreso correctamente construido puede reducir eficazmente la diafonía y las emisiones electromagnéticas, al tiempo que mejora la integridad de la señal para proporcionar una potencia de baja inductancia. En comparación con las placas de doble cara, el diseño adecuado de las placas de circuito impreso multicapa puede multiplicar por diez o más la inmunidad a los campos de radiofrecuencia.

Ventajas de la placa de circuito impreso multicapa:

Aunque las placas de circuito impreso multicapa son avanzadas y complejas y requieren expertos para diseñarlas, tienen muchas ventajas, como se menciona aquí. 

• En las placas de circuito impreso multicapa se aplican principios de diseño avanzados y técnicas de fabricación en desarrollo para reducir el tamaño de la placa sin perder funcionalidad. Los PCB multicapa también se utilizan en smartphones y otros dispositivos electrónicos de pequeño tamaño, por lo que pueden modificarse rápidamente para satisfacer la creciente demanda de wearables electrónicos.
• Las placas de circuito impreso multicapa son ligeras y se utilizan con eficacia en aparatos pequeños y relojes inteligentes. Su ligereza se debe a la reducción de las múltiples conexiones entre capas.
• Las placas de circuito impreso multicapa están especialmente diseñadas para realizar múltiples funciones. Tienen varias funciones que requieren los smartphones porque una placa de una sola capa normalmente no puede ofrecerlas.
• Las placas de circuito impreso multicapa son más duraderas y flexibles porque están especialmente diseñadas para soportar la presión y el calor.
•  En lugar de utilizar varias placas de circuito impreso de una sola capa, las placas de circuito impreso multicapa funcionan en un único punto de conexión.

Contras de los PCB multicapa:

Como ya se ha comentado aquí, la fabricación y el diseño de placas de circuito impreso multicapa también presentan muchos inconvenientes.

•  Las placas de circuito impreso multicapa son caras en comparación con las de una o dos capas, debido a la mayor mano de obra y a la costosa maquinaria que se utiliza para fabricarlas.
•  El proceso de fabricación de las placas de circuito impreso multicapa es complejo, ya que requiere más tiempo y hay que seguir muchas reglas para diseñarlas. Estos se diseñan más a menudo en función de sus aplicaciones.
• -Los expertos deben diseñar placas de circuito impreso multicapa siguiendo normas específicas y utilizando software CAD.  

Aplicaciones de la placa de circuito impreso multicapa:

Las placas de circuito impreso multicapa utilizan dispositivos del día a día para mejorar el rendimiento y la eficiencia de la electrónica. Las placas de circuito impreso multicapa se utilizan mucho hoy en día en diversos aparatos eléctricos, con varias capas que van de cuatro a doce. A continuación se comentan algunas de las principales aplicaciones de las placas de circuito impreso multicapa.

• Debido a su tamaño compacto y multifuncionalidad, las placas de circuito impreso multicapa se utilizan sobre todo en smartwatches y aparatos pequeños.
• Las placas de circuito impreso multicapa se utilizan en el sector de las telecomunicaciones por su durabilidad y flexibilidad. 
• Los PCB multicapa también se utilizan ampliamente en dispositivos médicos para el tratamiento y diagnóstico de enfermedades debido a su ligereza y multifuncionalidad.
• La defensa y el ejército también utilizan PCB multicapa por su bajo peso y tamaño compacto.
• Debido a que soportan condiciones extremas, las placas de circuito impreso multicapa también se utilizan en sistemas aeroespaciales y de automoción.

Conclusión:

Debe seleccionar la placa de circuito impreso en función de sus necesidades. Puede utilizar una placa de circuito impreso de una sola capa si desea una placa barata y rápida de fabricar, adecuada para dispositivos sencillos. Si tiene en cuenta los pros y los contras de las placas de circuito impreso de una sola capa, por ejemplo, el coste, el tiempo, el gran volumen y la sencillez del diseño, tendrá más ventajas, pero no son adecuadas para dispositivos más complejos y potentes, ya que tienen menor potencia y velocidad que las placas de circuito impreso multicapa. Supongamos que necesita realizar un proyecto más complejo y extenso. En ese caso, debe optar por una PCB multicapa, ya que es más potente, duradera, flexible, multifuncional, tiene un único punto de conexión y es ligera. Sin embargo, las PCB multicapa serán costosas, requerirán diseños y reparaciones más complicados y necesitarán más tiempo de producción. Por eso están limitados.