PCB Tecnico - La nascita del circuito stampato multistrato

A causa dell'aumento della densità di imballaggio dei circuiti integrati, è risultato un'elevata concentrazione di linee di interconnessione, che richiede l'uso di più substrati. Nel layout dei circuiti stampati, sono apparsi problemi di progettazione imprevisti come rumore, capacità vagante e crosstalk. Pertanto, il design del circuito stampato deve concentrarsi sul ridurre al minimo la lunghezza della linea del segnale ed evitare percorsi paralleli. Ovviamente, nel singolo pannello, o anche nel doppio pannello, questi requisiti non possono essere soddisfatti in modo soddisfacente a causa del numero limitato di crossover che possono essere raggiunti. Nel caso di un gran numero di requisiti di interconnessione e crossover, per ottenere una prestazione soddisfacente del circuito stampato, lo strato della scheda deve essere espanso a più di due strati, quindi è apparso un circuito stampato multistrato. Pertanto, l'intenzione originaria di produrre circuiti multistrato è quella di fornire maggiore libertà per selezionare percorsi di cablaggio appropriati per circuiti elettronici complessi e/o sensibili al rumore. I circuiti stampati multistrato hanno almeno tre strati conduttivi, due dei quali sono sulla superficie esterna e lo strato rimanente è integrato nella scheda isolante. Il collegamento elettrico tra di loro è solitamente ottenuto attraverso fori placcati sulla sezione trasversale del circuito stampato. Se non diversamente specificato, i circuiti stampati multistrato, come i pannelli bifacciali, sono generalmente placcati a foro passante.

I multistrati sono fabbricati impilando due o più circuiti uno sopra l'altro e hanno interconnessioni preimpostate affidabili. Poiché la perforazione e la placcatura sono state completate prima che tutti gli strati siano arrotolati insieme, questa tecnica viola il processo di fabbricazione tradizionale fin dall'inizio. I due strati più interni sono composti da pannelli doppi tradizionali, mentre gli strati esterni sono diversi, sono composti da pannelli singoli indipendenti. Prima di rotolare, il substrato interno sarà forato, placcatura attraverso foro, trasferimento del modello, sviluppo e incisione. Lo strato esterno da forare è lo strato di segnale, che è placcato in modo tale da formare un anello di rame equilibrato sul bordo interno del foro passante. Gli strati vengono quindi arrotolati insieme per formare un multi-substrato, che può essere collegato tra loro (tra i componenti) utilizzando la saldatura ad onda.

Il rotolamento può essere effettuato in una pressa idraulica o in una camera di sovrapressione (autoclave). Nella pressa idraulica, il materiale preparato (per l'impilamento a pressione) viene posto sotto pressione fredda o preriscaldata (il materiale con alta temperatura di transizione del vetro viene posto ad una temperatura di 170-180°C). La temperatura di transizione del vetro è la temperatura alla quale un polimero amorfo (resina) o parte della regione amorfa di un polimero cristallino cambia da uno stato duro, piuttosto fragile a uno stato viscoso, gommoso.

I multi-substrati sono utilizzati in apparecchiature elettroniche professionali (computer, attrezzature militari), soprattutto quando peso e volume sono sovraccarichi. Tuttavia, questo può essere ottenuto solo aumentando il costo di più substrati in cambio di un aumento dello spazio e una riduzione del peso. Nei circuiti ad alta velocità, i multi-substrati sono anche molto utili. Possono fornire ai progettisti di circuiti stampati più di due strati di superfici di bordo per posare i fili e fornire grandi aree di messa a terra e alimentazione elettrica.