Fabricação de placas de circuito impresso de 18 camadas

À medida que as velocidades de processamento e a densidade dos componentes continuam a aumentar, muitos sistemas eletrônicos avançados exigem mais camadas de roteamento e um melhor isolamento de sinal do que as placas com menor número de camadas podem oferecer.

Uma placa de circuito impresso (PCB) de 18 camadas oferece camadas de sinal adicionais, múltiplos planos de referência e distribuição de energia aprimorada, tornando-a adequada para projetos complexos que envolvem dispositivos com grande número de pinos e interfaces de alta velocidade.

Entre as aplicações típicas estão:

• Servidores de IA
• Equipamentos de telecomunicações
• Eletrônica aeroespacial
• Sistemas de computação de alto desempenho
• Equipamentos de imagem médica
• Plataformas de controle industrial

A TOPFAST oferece fabricação personalizada de placas de circuito impresso (PCB) de 18 camadas para protótipos e produção em série, com suporte para impedância controlada e estruturas multicamadas avançadas.

Por que usar uma placa de circuito impresso de 18 camadas?

Em comparação com placas de 10 ou 12 camadas, uma estrutura de 18 camadas oferece maior flexibilidade de roteamento e melhor desempenho elétrico.

Maior densidade de roteamento

Camadas adicionais simplificam o roteamento de:

• Pacotes BGA grandes
• Interfaces de memória DDR
• Barramentos PCIe
• Par de diferenciais de alta velocidade

Isso permite que os projetistas reduzam o tamanho da placa, mantendo a qualidade do sinal.

Integridade do sinal aprimorada

A existência de vários planos de massa ajuda:

• Reduzir a interferência
• Melhorar os caminhos de retorno de corrente
• Minimizar reflexos

Leitura relacionada: Guia de projeto de empilhamento de placas de circuito impresso

Melhor distribuição de energia

Camadas adicionais de alimentação e terra contribuem para:

• Menor impedância do PDN
• Ruído de comutação reduzido
• Maior estabilidade de tensão

Melhor desempenho em termos de interferência eletromagnética

Mais camadas de referência melhoram o blindagem e ajudam a reduzir a interferência eletromagnética.

Estrutura típica de uma placa de circuito impresso de 18 camadas

Uma configuração comum de empilhamento é mostrada a seguir:

L1   Sinal
L2   Piso
L3   Sinal
L4   Piso
L5   Sinal
L6   Potência
L7   Piso
L8   Sinal
L9   Sinal
L10  Piso
L11  Potência
L12  Sinal
L13  Piso
L14  Sinal
L15  Piso
L16  Sinal
L17  Piso
L18  Sinal

Essa estrutura oferece:

• Controle estável de impedância
• Isolamento eficaz do sinal
• Distribuição equilibrada do cobre
• Melhor desempenho em termos de interferência eletromagnética

Dependendo da aplicação, as configurações de camadas também podem ser otimizadas para estruturas HDI ou projetos de alta frequência.

Leitura relacionada: Seleção de materiais para placas de circuito impresso de alta frequência

Especificações padrão

Parâmetro	Capacidade
Contagem de camadas	18 camadas
Material	FR4, FR4 de alta Tg, Rogers
Peso do cobre	0.5–6 oz
Espessura da placa	1.6–6.0 mm
Traço/espaço mínimo	3/3 mil
Diâmetro mínimo da broca	0,15 mm
Acabamento da superfície	ENIG, HASL, OSP, Prata por imersão
Impedância controlada	Compatível
Padrão IPC	Classe 2 da IPC / Classe 3 da IPC

Opções de materiais

Padrão FR4

O FR4 padrão é adequado para diversas aplicações industriais e embarcadas nas quais o custo e a facilidade de fabricação são prioridades.

Materiais com alto Tg

Os laminados de alto Tg são comumente utilizados em aplicações que apresentam:

• Altas temperaturas de operação
• Processos de montagem sem chumbo
• Requisitos de longa vida útil

Rogers Materials

Os laminados Rogers são normalmente escolhidos para:

• Circuitos de RF
• Sistemas de micro-ondas
• Equipamentos de comunicação de alta velocidade

Aplicações comuns

Servidores de IA e computação de alto desempenho

Processadores de grande porte e arquiteturas de memória exigem:

• Roteamento denso
• Distribuição estável de energia
• Excelente integridade de sinal

Equipamentos de telecomunicações

As aplicações incluem:

• Switches de rede central
• Sistemas de comunicação óptica
• Infraestrutura 5G

Esses sistemas exigem uma transmissão com baixas perdas e um controle confiável da impedância.

Eletrônica Aeroespacial

Os sistemas aeroespaciais impõem exigências elevadas em relação a:

• Confiabilidade
• Estabilidade térmica
• Resistência à vibração

Equipamentos médicos

Os sistemas de imagem médica e os equipamentos de monitoramento se beneficiam de estruturas multicamadas que proporcionam baixo ruído e transmissão estável do sinal.

Desafios de fabricação

A produção de uma placa de circuito impresso (PCB) de 18 camadas exige um controle de processo mais rigoroso do que o das placas multicamadas convencionais.

Alinhamento de camadas

O alinhamento preciso entre as camadas internas é fundamental para manter a qualidade dos orifícios e a continuidade do sinal.

Controle de laminação

As diversas etapas de laminação exigem um controle preciso de:

• Temperatura
• Pressão
• Fluxo da resina

Um processamento inadequado pode causar defeitos internos ou problemas de confiabilidade.

Leitura relacionada: Processo de fabricação de PCBs

Controle de deformação

À medida que a espessura da placa aumenta, fica mais difícil manter a planicidade.

A distribuição equilibrada do cobre e as configurações simétricas ajudam a minimizar:

• Curve-se e gire
• Tensão mecânica
• Problemas de montagem

Considerações sobre o projeto

Planejamento de empilhamento

O projeto do empilhamento afeta:

• Integridade do sinal
• Desempenho EMI
• Fabricabilidade

O planejamento antecipado da montagem ajuda a evitar reformulações dispendiosas.

Leitura relacionada: Guia de projeto de empilhamento de placas de circuito impresso

Impedância controlada

Muitas placas de 18 camadas suportam interfaces como:

• PCIe
• Ethernet
• USB
• Barramentos de memória DDR

Os requisitos de impedância devem ser considerados antes do início do layout.

Via Confiabilidade

As vias profundas e as placas mais espessas exigem atenção aos seguintes aspectos:

• Proporção da imagem
• Espessura do revestimento de cobre
• Qualidade da parede do furo

Leitura relacionada: Análise de falhas em vias de placas de circuito impresso

PCB de 18 camadas x PCB de 16 camadas

Recurso	PCB de 16 camadas	PCB de 18 camadas
Densidade de roteamento	Muito alto	Extremamente alto
Integridade do sinal	Excelente	Superior
Integridade da energia	Excelente	Melhor
Complexidade da fabricação	Muito alto	Mais alto
Aplicações típicas	Servidores de IA, Telecomunicações	HPC, Aeroespacial, Redes

Como encomendar uma placa de circuito impresso personalizada de 18 camadas

PERGUNTAS FREQUENTES

Conclusão

Uma placa de circuito impresso (PCB) de 18 camadas oferece a densidade de roteamento e o desempenho elétrico exigidos pelos sistemas eletrônicos avançados da atualidade. Por meio de um projeto otimizado da estrutura da placa, da seleção de materiais e de processos de fabricação controlados, essas placas atendem a aplicações exigentes nas áreas de computação em IA, telecomunicações, aeroespacial e eletrônica industrial.