Fabricación de placas de circuito impreso de 18 capas

A medida que la velocidad de procesamiento y la densidad de los componentes siguen aumentando, muchos sistemas electrónicos avanzados requieren más capas de trazado y un mejor aislamiento de la señal de lo que pueden ofrecer las placas con un menor número de capas.

Una placa de circuito impreso de 18 capas ofrece capas de señal adicionales, múltiples planos de referencia y una distribución de la alimentación mejorada, lo que la hace adecuada para diseños complejos que incluyen dispositivos con un elevado número de pines e interfaces de alta velocidad.

Entre las aplicaciones típicas se incluyen:

• Servidores de IA
• Equipos de telecomunicaciones
• Electrónica aeroespacial
• Sistemas informáticos de alto rendimiento
• Equipos de diagnóstico por imagen
• Plataformas de control industrial

TOPFAST ofrece la fabricación a medida de placas de circuito impreso de 18 capas para prototipos y producción, con compatibilidad con impedancia controlada y estructuras multicapa avanzadas.

¿Por qué utilizar una placa de circuito impreso de 18 capas?

En comparación con las placas de 10 o 12 capas, una estructura de 18 capas ofrece una mayor flexibilidad de trazado y un mejor rendimiento eléctrico.

Mayor densidad de enrutamiento

Las capas adicionales simplifican el enrutamiento de:

• Paquetes BGA grandes
• Interfaces de memoria DDR
• Buses PCIe
• Pares diferenciales de alta velocidad

Esto permite a los diseñadores reducir el tamaño de la placa sin perder calidad de señal.

Integridad de señal mejorada

Los planos de masa múltiples ayudan a:

• Reducir la diafonía
• Mejorar las rutas de corriente de retorno
• Reducir al mínimo los reflejos

Lecturas relacionadas: Guía de diseño de la estructura de placas de circuito impreso

Mejor distribución de la energía

Las capas adicionales de alimentación y tierra contribuyen a:

• Reducir la impedancia de la red de distribución de potencia (PDN)
• Menor ruido de conmutación
• Mayor estabilidad de tensión

Mejora del rendimiento en materia de interferencias electromagnéticas

Un mayor número de capas de referencia mejora el apantallamiento y contribuye a reducir las interferencias electromagnéticas.

Estructura típica de una placa de circuito impreso de 18 capas

A continuación se muestra una configuración habitual de apilamiento:

L1   Señal
L2   Planta baja
L3   Señal
L4   Planta baja
L5   Señal
L6   Potencia
L7   Planta baja
L8   Señal
L9   Señal
L10  Planta baja
L11  Potencia
L12  Señal
L13  Planta baja
L14  Señal
L15  Planta baja
L16  Señal
L17  Planta baja
L18  Señal

Esta estructura ofrece:

• Control estable de la impedancia
• Aislamiento eficaz de la señal
• Distribución equilibrada del cobre
• Mejora del rendimiento en materia de interferencias electromagnéticas

En función de la aplicación, las configuraciones de capas también pueden optimizarse para estructuras HDI o diseños de alta frecuencia.

Lecturas relacionadas: Selección de materiales para placas de circuito impreso de alta frecuencia

Especificaciones estándar

Parámetro	Capacidad
Recuento de capas	18 capas
Material	FR4, FR4 de alta Tg, Rogers
Peso del cobre	0.5–6 oz
Grosor del tablero	1.6–6.0 mm
Traza/espacio mínimo	3/3 mil
Diámetro mínimo de la broca	0,15 mm
Acabado superficial	ENIG, HASL, OSP, plata por inmersión
Impedancia controlada	Compatible
Norma IPC	Clase 2 de la IPC / Clase 3 de la IPC

Opciones de materiales

FR4 estándar

El FR4 estándar es adecuado para numerosas aplicaciones industriales y embebidas en las que el coste y la facilidad de fabricación son prioritarios.

Materiales con alta temperatura de transición vítrea

Los laminados de alta Tg se utilizan habitualmente en aplicaciones en las que se dan las siguientes condiciones:

• Altas temperaturas de funcionamiento
• Procesos de montaje sin plomo
• Requisitos de larga vida útil

Materiales Rogers

Los laminados Rogers suelen elegirse para:

• Circuitos de RF
• Sistemas de microondas
• Equipos de comunicación de alta velocidad

Aplicaciones comunes

Servidores de IA y computación de alto rendimiento

Los procesadores de gran tamaño y las arquitecturas de memoria requieren:

• Enrutamiento denso
• Distribución estable de la energía
• Excelente integridad de la señal

Equipos de telecomunicaciones

Entre sus aplicaciones se incluyen:

• Conmutadores de red central
• Sistemas de comunicación óptica
• Infraestructura 5G

Estos sistemas requieren una transmisión con bajas pérdidas y un control fiable de la impedancia.

Electrónica aeroespacial

Los sistemas aeroespaciales plantean grandes exigencias en cuanto a:

• Fiabilidad
• Estabilidad térmica
• Resistencia a las vibraciones

Equipos médicos

Los sistemas de diagnóstico por imagen y los equipos de monitorización se benefician de estructuras multicapa que garantizan una transmisión de la señal estable y con bajo nivel de ruido.

Retos de la fabricación

La fabricación de una placa de circuito impreso de 18 capas requiere un control del proceso más riguroso que el de las placas multicapa convencionales.

Registro de capas

Una alineación precisa entre las capas internas es fundamental para mantener la calidad de los orificios y la continuidad de la señal.

Control de laminación

Las múltiples etapas de laminación requieren un control preciso de:

• Temperatura
• Presión
• Flujo de resina

Un procesamiento inadecuado puede provocar defectos internos o problemas de fiabilidad.

Lecturas relacionadas: Proceso de fabricación de PCB

Control de la deformación

A medida que aumenta el grosor del tablero, resulta más difícil mantener la planitud.

Una distribución equilibrada del cobre y unas estructuras simétricas contribuyen a minimizar:

• Inclínate y gira
• Tensión mecánica
• Problemas de montaje

Consideraciones sobre el diseño

Planificación de apilados

El diseño de la pila influye en:

• Integridad de la señal
• Rendimiento EMI
• Fabricabilidad

Planificar con antelación la disposición de las capas ayuda a evitar costosos rediseños.

Lecturas relacionadas: Guía de diseño de la estructura de placas de circuito impreso

Impedancia controlada

Muchas placas de 18 capas admiten interfaces como:

• PCIe
• Ethernet
• USB
• Bus de memoria DDR

Los requisitos de impedancia deben tenerse en cuenta antes de comenzar el diseño.

A través de Reliability

Las vías profundas y las placas más gruesas requieren prestar atención a:

• Relación de aspecto
• Espesor del recubrimiento de cobre
• Calidad de la pared del orificio

Lecturas relacionadas: Análisis de fallos en las vías de los circuitos impresos

Placa de circuito impreso de 18 capas frente a placa de circuito impreso de 16 capas

Característica	PCB de 16 capas	PCB de 18 capas
Densidad de rutas	Muy alto	Extremadamente alto
Integridad de la señal	Excelente	Superior
Integridad energética	Excelente	Mejor
Complejidad de la fabricación	Muy alto	Más alto
Aplicaciones típicas	Servidores de IA, Telecomunicaciones	HPC, sector aeroespacial, redes

Cómo encargar una placa de circuito impreso personalizada de 18 capas

FAQ

Conclusión

Una placa de circuito impreso de 18 capas ofrece la densidad de trazado y el rendimiento eléctrico que requieren los sistemas electrónicos avanzados actuales. Gracias a un diseño optimizado de la estructura, la selección de materiales y unos procesos de fabricación controlados, estas placas son aptas para aplicaciones exigentes en los ámbitos de la computación con inteligencia artificial, las telecomunicaciones, el sector aeroespacial y la electrónica industrial.