![\"\"](\"http:\/\/benchuangpcba.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/Laminate-Design-for-16-Layer-Boards.webp\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nLas PCB multicapa se fabrican laminando placas con n\u00facleo revestido de cobre, preimpregnado (PP) y l\u00e1mina de cobre seg\u00fan el dise\u00f1o de apilado mediante un proceso de compresi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Antes de comenzar el dise\u00f1o de la PCB, los ingenieros de dise\u00f1o determinan el n\u00famero de capas seg\u00fan las dimensiones de la placa, la escala del circuito y los requisitos de compatibilidad electromagn\u00e9tica (EMC). A continuaci\u00f3n, establecen la ubicaci\u00f3n de los componentes y finalizan la divisi\u00f3n de las capas de se\u00f1al, los planos de potencia y los planos de tierra.<\/p>\n\n\n\n
2. Principios de dise\u00f1o de laminados de PCB<\/h2>\n\n\n\n
El dise\u00f1o del laminado de PCB requiere la consideraci\u00f3n de m\u00faltiples factores, incluidos la cantidad de capas, el tipo de se\u00f1al, el espesor de la placa, la selecci\u00f3n del material, el espesor del cobre, el control de impedancia, el blindaje EMI\/EMC, la gesti\u00f3n t\u00e9rmica, el costo y la capacidad de prueba.<\/p>\n\n\n\n
Cumplimiento de los requisitos de integridad de la se\u00f1al para el enrutamiento de se\u00f1ales de alta velocidad<\/h3>\n\n\n\n
Para las trazas de se\u00f1al cr\u00edticas, se debe implementar una configuraci\u00f3n de apilamiento GND\/Se\u00f1al\/GND. Las capas de se\u00f1al adyacentes deben utilizar l\u00edneas de banda con enrutamiento perpendicular para minimizar la diafon\u00eda. Desde la perspectiva de la integridad de la se\u00f1al, las se\u00f1ales cr\u00edticas de alta velocidad deben emplear enrutamiento por l\u00edneas de banda, mientras que las se\u00f1ales no cr\u00edticas pueden optar por enrutamiento por microbanda.<\/p>\n\n\n\n
No se recomiendan las l\u00edneas de banda acopladas lateralmente a menos que sea absolutamente necesario. Las desviaciones durante la exposici\u00f3n y el grabado de PCB pueden causar desalineaci\u00f3n, lo que dificulta la fabricaci\u00f3n y compromete la consistencia de la impedancia.<\/p>\n\n\n
![\"\"](\"http:\/\/benchuangpcba.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/Broadside-coupled-striplines.webp\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nSelecci\u00f3n de sustratos de PCB, polipropileno y l\u00e1minas de cobre<\/h3>\n\n\n\n
El FR-4 cumple con la mayor\u00eda de los requisitos de las PCB gracias a su bajo coste y buen rendimiento el\u00e9ctrico. Las PCB de alta velocidad suelen utilizar materiales de alta velocidad como el Megtron 4\/6 de Panasonic. Las PCB de RF emplean sustratos de carbono-hidr\u00f3geno, tefl\u00f3n o cer\u00e1mica. Los dise\u00f1os con altos requisitos de disipaci\u00f3n t\u00e9rmica, como las placas de luces de autom\u00f3viles, utilizan sustratos de aluminio o cobre. Los sustratos de vidrio son comunes en aplicaciones de pantallas como las mini-LED.<\/p>\n\n\n\n Las PCB de alta velocidad requieren materiales diel\u00e9ctricos con la menor tangente de p\u00e9rdida y una constante diel\u00e9ctrica m\u00ednima. El dise\u00f1o de PCB de alta velocidad exige especial atenci\u00f3n a las especificaciones de los materiales, como la fibra de vidrio, la matriz diel\u00e9ctrica y el cobre. Las se\u00f1ales a velocidades de datos m\u00e1s altas presentan componentes de mayor frecuencia y longitudes de onda m\u00e1s cortas, donde las discontinuidades de impedancia generan mayores reflexiones. Se deben tener en cuenta los efectos del patr\u00f3n de trama de vidrio y la rugosidad superficial de la l\u00e1mina de cobre.<\/p>\n\n\n\n Las diferentes fibras de vidrio presentan diferentes densidades de trama, espesores de ventana y espesores de entretejido. Cuando las se\u00f1ales se transmiten por ventanas en lugar de por fibras de vidrio, sus caracter\u00edsticas (impedancia, retardo y p\u00e9rdida) difieren (debido a las distintas propiedades Dk\/Df entre las ventanas y las fibras de vidrio). Este fen\u00f3meno se conoce como efecto fibra de vidrio.<\/p>\n\n\n M\u00e9todos para mitigar el efecto fibra de vidrio:<\/strong><\/p>\n\n\n\n Seleccione materiales de fibra de vidrio con ventanas de resina minimizadas.<\/p>\n\n\n\n Utilice t\u00e9cnicas de enrutamiento como Zig-Zag en \u00e1ngulos de 10\u00b0.<\/p>\n\n\n\n Solicite al fabricante de PCB que gire la placa en un \u00e1ngulo espec\u00edfico durante la fabricaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Utilice tela de fibra de vidrio de tejido plano o de tejido liso.<\/p>\n\n\n\n La rugosidad del cobre (picaduras de cobre) provoca irregularidades en el ancho y espaciado de las trazas, lo que genera una impedancia incontrolable. Adem\u00e1s, debido al efecto pelicular, la corriente se concentra cerca de la superficie del conductor. La rugosidad de la superficie del cobre afecta la longitud de propagaci\u00f3n de la se\u00f1al.<\/p>\n\n\n\n El espesor de la l\u00e1mina de cobre de las placas de circuito impreso (PCB) se mide en onzas (oz). Los espesores comunes son 0,5 oz (capas internas), 1 oz (capas externas) y 2 oz, y se utilizan principalmente en productos de consumo y comunicaci\u00f3n. El cobre de m\u00e1s de 3 oz se suele emplear en electr\u00f3nica de potencia de alto voltaje y alta corriente.<\/p>\n\n\n El dise\u00f1o del apilamiento de capas debe equilibrar el grosor del cobre para garantizar que las capas del plano de alimentaci\u00f3n\/tierra cumplan con los requisitos de conducci\u00f3n de corriente. Para un grosor de cobre de la capa de se\u00f1al, los anchos y espaciados de l\u00ednea menores requieren un cobre m\u00e1s delgado para cumplir con los requisitos de grabado preciso. Las trazas de se\u00f1al de alta velocidad experimentan el efecto pelicular, donde la corriente fluye principalmente cerca de la superficie de la l\u00e1mina de cobre. Un cobre m\u00e1s grueso no mejora el rendimiento. Por lo tanto, el cobre de se\u00f1al de la capa interna suele ser de 0,5 oz.<\/p>\n\n\n\n Muchas trazas de se\u00f1al de interfaz en PCB tienen requisitos de impedancia, como la impedancia com\u00fan de 50 \u03a9 de extremo \u00fanico o la impedancia diferencial de 100 \u03a9. El control de impedancia requiere un plano de referencia, que suele constar de cuatro o m\u00e1s capas.<\/p>\n\n\n\n La falta de coincidencia de impedancia causa distorsi\u00f3n de la se\u00f1al, reflexiones y radiaci\u00f3n, lo que genera problemas de integridad de la se\u00f1al que degradan el rendimiento de la PCB. Par\u00e1metros de traza como el espesor del cobre, la constante diel\u00e9ctrica, el ancho y el espaciado afectan la impedancia. Podemos calcular la impedancia con herramientas EDA y ajustar los par\u00e1metros de traza seg\u00fan la disposici\u00f3n de capas dise\u00f1ada. La mayor\u00eda de los fabricantes de PCB est\u00e1ndar pueden lograr el control de la impedancia con 10%.<\/p>\n\n\n\n Los orificios pasantes (PTH) penetran toda la PCB, conectando todas las capas. Las v\u00edas ciegas conectan las capas externas con una o m\u00e1s capas internas sin atravesar la PCB. Las v\u00edas enterradas conectan solo las capas internas.<\/p>\n\n\n\n Las PCB de interconexi\u00f3n de alta densidad (HDI) suelen emplear v\u00edas ciegas y enterradas para optimizar el espacio de enrutamiento. Sin embargo, estas v\u00edas requieren m\u00faltiples pasos de laminaci\u00f3n, lo que aumenta la complejidad y el coste de fabricaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Durante el dise\u00f1o del laminado, la estructura general de la v\u00eda debe planificarse seg\u00fan los requisitos de dise\u00f1o. Siempre que sea posible, simplifique las configuraciones de la v\u00eda manteniendo la integridad del dise\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n El dise\u00f1o EMC de apilamiento de PCB sigue estos principios:<\/p>\n\n\n\n Los planos de alimentaci\u00f3n y de tierra deben ubicarse lo m\u00e1s cerca posible entre s\u00ed dentro de la placa, generalmente con el plano de tierra por encima del plano de alimentaci\u00f3n. Este dise\u00f1o utiliza eficazmente la capacitancia entre capas como capacidad de suavizado para la fuente de alimentaci\u00f3n, a la vez que protege las corrientes radiadas que se distribuyen desde el plano de alimentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Los planos de alimentaci\u00f3n y tierra deben asignarse a las capas internas. El plano de tierra puede funcionar como una capa de blindaje, suprimiendo eficazmente la interferencia de RF de modo com\u00fan inherente en la placa y reduciendo la impedancia distribuida de las fuentes de alimentaci\u00f3n de alta frecuencia.<\/p>\n\n\n\n Las capas de enrutamiento deben ubicarse adyacentes a los planos de energ\u00eda o tierra siempre que sea posible para generar efectos de cancelaci\u00f3n de flujo.<\/p>\n\n\n El dise\u00f1o de apilado de PCB debe incorporar gesti\u00f3n t\u00e9rmica para garantizar una disipaci\u00f3n de calor eficiente de los componentes, evitando da\u00f1os t\u00e9rmicos y mejorando la fiabilidad del circuito. Durante el proceso de dise\u00f1o, se realiza primero una simulaci\u00f3n t\u00e9rmica basada en la disipaci\u00f3n de potencia de los componentes. Con base en los resultados de la simulaci\u00f3n, se optimiza la disposici\u00f3n de los componentes y se dise\u00f1an las soluciones de disipaci\u00f3n de calor correspondientes.<\/p>\n\n\n\n Durante la fase de dise\u00f1o de apilamiento, tambi\u00e9n se pueden implementar medidas de dise\u00f1o t\u00e9rmico espec\u00edficas:<\/p>\n\n\n\n Priorizar los sustratos con alta conductividad t\u00e9rmica; seleccionar placas con n\u00facleo de metal seg\u00fan sea necesario;<\/p>\n\n\n\n Dise\u00f1e disipadores de calor debajo de componentes de alta potencia y utilice orificios de disipaci\u00f3n de calor;<\/p>\n\n\n\n Incruste bloques y pilares de cobre para mejorar la eficiencia de conducci\u00f3n t\u00e9rmica;<\/p>\n\n\n\n Aumente los planos de tierra y rellene las \u00e1reas no utilizadas con planos de tierra para ampliar la superficie de disipaci\u00f3n de calor.<\/p>\n<\/div>\n\n\n Los espesores de PCB est\u00e1ndar incluyen 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm, 1,2 mm, 1,6 mm, 2,0 mm, 3,2 mm, 6,4 mm, etc. Las placas m\u00e1s peque\u00f1as suelen utilizar materiales m\u00e1s delgados, mientras que las placas m\u00e1s grandes sujetas a inserciones\/extracciones frecuentes o a altos esfuerzos de montaje requieren materiales m\u00e1s gruesos para lograr confiabilidad estructural.<\/p>\n\n\n\n El dise\u00f1o del laminado de PCB generalmente sigue estos pasos:<\/p>\n\n\n\n 1. Determinar el espesor total de la pila (espesor del tablero);<\/p>\n\n\n\n 2. Definir el n\u00famero de capas de PCB y asignar capas de se\u00f1al, planos de tierra y planos de potencia;<\/p>\n\n\n\n 3. Especifique el espesor del cobre para las capas internas y externas;<\/p>\n\n\n\n 4. Determinar la distribuci\u00f3n de la traza de impedancia;<\/p>\n\n\n\n 5. Determinar la estructura de la v\u00eda;<\/p>\n\n\n\n 6. Determinar la tasa de llenado de cobre para cada capa, preferiblemente sim\u00e9trica;<\/p>\n\n\n\n 7. Seleccione materiales de sustrato, PP y l\u00e1minas de cobre que cumplan con los requisitos de dise\u00f1o.<\/p>\n\n\n\nEspecificaciones de la placa PCB<\/td><\/tr> Propiedades el\u00e9ctricas<\/td> Factor de p\u00e9rdida diel\u00e9ctrica (gl)<\/td><\/tr> Constante diel\u00e9ctrica (dk)<\/td><\/tr> Tensi\u00f3n soportada<\/td><\/tr> Propiedades f\u00edsicas<\/td> Temperatura de transici\u00f3n v\u00edtrea (Tg)<\/td><\/tr> Temperatura de descomposici\u00f3n t\u00e9rmica (Td)<\/td><\/tr> \u00cdndice de fuga y seguimiento relativo (CTI)<\/td><\/tr> Resistencia CAF<\/td><\/tr> Absorci\u00f3n de agua<\/td><\/tr> Inflamabilidad<\/td><\/tr> Conductividad t\u00e9rmica<\/td><\/tr> Propiedades mec\u00e1nicas<\/td> Resistencia al desprendimiento de la l\u00e1mina de cobre<\/td><\/tr> Resistencia a la flexi\u00f3n<\/td><\/tr> Estr\u00e9s t\u00e9rmico<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Selecci\u00f3n de materiales para PCB de alta velocidad<\/h3>\n\n\n\n
Efecto de fibra de vidrio introducido por la tela de fibra de vidrio<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"http:\/\/benchuangpcba.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/12-1-1024x1024.png\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nRugosidad del cobre<\/h3>\n\n\n\n
3. Espesor del cobre por capa de PCB<\/h2>\n\n\n\n
![\"\"](\"http:\/\/benchuangpcba.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/Layer-Stackup-Design-for-PCB-Power-Boards.webp\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nControl de impedancia de capa<\/h2>\n\n\n\n
4. Apilamiento de capas mediante la estructura<\/h2>\n\n\n\n
![\"\"](\"http:\/\/benchuangpcba.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/Via-Types-in-PCBs-1024x537.webp\")
<\/figure>\n\n\n\n5. Dise\u00f1o EMC para laminados de PCB<\/h2>\n\n\n\n
![\"\"](\"http:\/\/benchuangpcba.com\/wp-content\/uploads\/2025\/08\/surface-mount-component-PCB-1024x768.jpg\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\n6. Dise\u00f1o t\u00e9rmico de laminados de PCB<\/h2>\n\n\n\n
![\"\"](\"http:\/\/benchuangpcba.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/PCB-Heat-Dissipation.webp\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nControl del espesor del tablero<\/h3>\n\n\n\n
7. Pasos para el dise\u00f1o de laminados de PCB<\/h2>\n\n\n\n