L'avvento dei PCB multistrato

Storicamente, i circuiti stampati erano caratterizzati principalmente dalla loro struttura a singolo o doppio strato, che imponeva limiti alla loro idoneità per applicazioni ad alta frequenza a causa del deterioramento del segnale e delle interferenze elettromagnetiche (EMI). Tuttavia, l'introduzione dei circuiti stampati multistrato ha portato a notevoli progressi nell'integrità del segnale, nella mitigazione delle interferenze elettromagnetiche (EMI) e nelle prestazioni complessive.

I PCB multistrato (Figura 1) sono costituiti da numerosi strati conduttivi separati da substrati isolanti. Questa struttura consente la trasmissione di segnali e piani di potenza in modo sofisticato.

I circuiti stampati (PCB) multistrato si distinguono dalle loro controparti a singolo o doppio strato per la presenza di tre o più strati conduttivi separati da materiale isolante, comunemente noto come strato dielettrico. L'interconnessione di questi strati è facilitata dai via, minuscoli passaggi conduttivi che facilitano la comunicazione tra i diversi strati. La complessa progettazione dei PCB multistrato consente una maggiore concentrazione di componenti e circuiti complessi, rendendoli essenziali per la tecnologia all'avanguardia.

I PCB multistrato presentano in genere un elevato grado di rigidità a causa della difficoltà intrinseca di realizzare più strati all'interno di una struttura PCB flessibile. Le connessioni elettriche tra gli strati vengono stabilite mediante l'utilizzo di diversi tipi di via (figura 2), inclusi i via ciechi e quelli interrati.

La configurazione prevede il posizionamento di due strati sulla superficie per stabilire una connessione tra il circuito stampato (PCB) e l'ambiente esterno. In generale, la densità degli strati nei circuiti stampati (PCB) è uniforme. Ciò è dovuto principalmente alla suscettibilità del numero dispari a problemi come la deformazione.

Il numero di strati varia solitamente a seconda dell'applicazione specifica, rientrando solitamente nell'intervallo da quattro a dodici strati.
In genere, la maggior parte delle applicazioni richiede un minimo di quattro e un massimo di otto livelli. Al contrario, app come quelle per smartphone utilizzano prevalentemente un totale di dodici livelli.

Principali applicazioni

I PCB multistrato sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni elettroniche (Figura 3), tra cui:

● Elettronica di consumo, dove i PCB multistrato svolgono un ruolo fondamentale nel fornire l'alimentazione e i segnali necessari a un'ampia gamma di prodotti come smartphone, tablet, console di gioco e dispositivi indossabili. L'elettronica elegante e portatile da cui dipendiamo quotidianamente è dovuta al design compatto e all'elevata densità di componenti.

●Nel campo delle telecomunicazioni, l'utilizzo di PCB multistrato facilita la trasmissione fluida di segnali vocali, dati e video attraverso le reti, garantendo così una comunicazione affidabile ed efficace

●I sistemi di controllo industriale dipendono fortemente dai circuiti stampati (PCB) multistrato, grazie alla loro capacità di gestire efficacemente sistemi di controllo complessi, meccanismi di monitoraggio e procedure di automazione. I quadri di controllo delle macchine, la robotica e l'automazione industriale si affidano a essi come sistema di supporto fondamentale.

●I PCB multistrato sono rilevanti anche per i dispositivi medici, poiché sono fondamentali per garantire precisione, affidabilità e compattezza. Apparecchiature diagnostiche, sistemi di monitoraggio dei pazienti e dispositivi medici salvavita sono significativamente influenzati dal loro ruolo fondamentale.

Benefici e vantaggi

I PCB multistrato offrono numerosi vantaggi e benefici nelle applicazioni ad alta frequenza, tra cui:

●Migliore integrità del segnale: i PCB multistrato facilitano il routing a impedenza controllata, riducendo al minimo la distorsione del segnale e garantendo una trasmissione affidabile dei segnali ad alta frequenza. La minore interferenza del segnale dei circuiti stampati multistrato si traduce in prestazioni, velocità e affidabilità migliorate.

● EMI ridotta: utilizzando piani di massa e di alimentazione dedicati, i PCB multistrato sopprimono efficacemente le EMI, migliorando così l'affidabilità del sistema e riducendo al minimo le interferenze con i circuiti vicini

●Design compatto: grazie alla capacità di ospitare più componenti e schemi di routing complessi, i PCB multistrato consentono design compatti, fondamentali per applicazioni con vincoli di spazio, come dispositivi mobili e sistemi aerospaziali.

● Gestione termica migliorata: i PCB multistrato offrono un'efficiente dissipazione del calore tramite l'integrazione di vie termiche e strati di rame posizionati strategicamente, migliorando l'affidabilità e la durata dei componenti ad alta potenza.

●Flessibilità di progettazione: la versatilità dei PCB multistrato consente una maggiore flessibilità di progettazione, consentendo agli ingegneri di ottimizzare parametri di prestazioni quali l'adattamento di impedenza, il ritardo di propagazione del segnale e la distribuzione di potenza.