Cuando hablamos de PCB, hay algunos tipos diferentes de placa de circuito impreso que quizás conozca. Uno de los PCB más comunes es el PCB de 2 capas. Tiene dos capas de lámina de cobre, que se separan por un material dieléctrico. En esta publicación, le mostraremos todo lo que necesita saber sobre los PCB de 2 capas. ¡Vamos a sumergirnos!
Reglas de diseño de PCB de 2 capas
Ventajas y desventajas de PCB de 2 capas
Una PCB de 2 capas, también conocida como PCB de doble cara , es una placa de circuito impreso con recubrimiento de cobre en ambas caras, superior e inferior. Presenta patrones de circuito en ambas caras, conectados mediante orificios pasantes (vías) en el centro. Las vías son pequeños orificios metalizados en la PCB que permiten la conexión de cables en ambas caras, de modo que estos se pueden intercalar. Es decir, hay cableado en ambas caras y los componentes se pueden soldar tanto en la parte frontal como en la posterior. Las PCB de 2 capas son, además, el tipo de PCB más económico de fabricar.
La placa de circuito de doble cara resuelve la dificultad del cableado escalonado en la placa de una sola cara (se puede conducir al otro lado a través del orificio) y es más adecuada para usar en circuitos más complicados que la placa de una sola cara.
Una placa de circuito impreso de dos capas puede tener un grosor de entre 0.010" y 0.060". El grosor estándar para una placa de circuito impreso de dos capas es de 1.6 mm. Suponemos que el fabricante de la placa de circuito impreso utiliza núcleos revestidos de cobre, y que el grosor total del cobre y el material FR4 es de 1.6 mm.
Además, el grosor de la placa dependerá del material dieléctrico que utilice y del tamaño de los componentes montados en la placa. Además, cuanto más gruesa sea la placa, mejor será para reducir la diafonía entre las trazas de la señal.
La estructura de PCB de 2 capas consta de 1 capa superior y 1 capa inferior.
La PCB de 2 capas tiene una capa interna que también es una capa de cobre. Y aquí es donde se ubican la mayoría de las vías. Además, las vías son los diminutos orificios que conectan las capas superior e inferior. Más importante aún, permiten que las señales eléctricas fluyan de una capa a otra.
La placa de doble capa tiene dos capas de señal: la capa superior y la capa inferior. La capa superior es roja por defecto. En ella se aprecian algunas almohadillas y pistas. En términos sencillos, las zonas rojas son de cobre. En la superficie donde se encuentra la capa superficial, se puede aplicar la soldadura y conducir la electricidad.
Lo mismo que la capa inferior. Los lugares con color azul pueden ser estañados y conductivos.
La capa de energía que usamos para distribuir energía a las diferentes partes del tablero. Además, puede usarlo como ruta de retorno para las señales de tierra.
La capa de preimpregnado es una capa delgada de material dieléctrico. Y puede proporcionar aislamiento entre la capa de cobre. Además, también puede proporcionar soporte para las capas de cobre. La constante dieléctrica de la capa de preimpregnado es 2, que es inferior a la constante dieléctrica del FR-2.
La capa de máscara de soldadura se utiliza principalmente para colocar información de impresión, como el contorno y la anotación de componentes, varios caracteres de anotación, etc.
Muchas placas de diseño de PCB de 2 capas se crean con un rendimiento limitado. Por lo general, es un desafío enrutar un paquete BGA como un microprocesador de alta gama o FPGA en una placa PCB de 2 capas. No se trata de las placas finales de PCB altas, sino que se crean varios microcontroladores de consumo, productos y aplicaciones de IoT en una placa de PCB de 2 capas. Lo bueno es que diseñar estas placas es fácil si sigues los siguientes consejos.
1. Emplear trazas de potencia de 20 mil de ancho, traza de señal de 6 mil de ancho y diámetro perforado de 13 mil
Todos los diseñadores quieren emplear funciones pequeñas sin costo adicional para lograr el enrutamiento de la más alta densidad. Es posible que perciba que el trazado de señales de 6 mil de ancho es demasiado pequeño; sin embargo, tiene 1A de corriente continua. También posee 80 miliohmios/pulgada en algo así como 1 onza de cobre. Para trazas de potencia de 20 mil de ancho, puede usar 3A de CC. También posee 25 mOhms/pulgada.
2. Rutas de alimentación y señal en la primera capa, componentes de ruta y retorno a tierra en la segunda capa
En caso de que haya un camino de retorno progresivo en la traza, se puede alargar sin afectar el rendimiento. El truco está empleando la ruta de retorno debajo de una línea. El método simple es utilizar un plano de tierra fuerte debajo del tablero.
3. Ajuste de componentes para un enrutamiento menos concurrido y con trazas de señal espaciadas
Puede considerar enrutar las señales para minimizar el cruce de línea a línea si tiene la ubicación del elemento. Las trazas poseen una alta impedancia de rasgo y debido a que están situadas lejos del plano de retorno, se registrará el cruce. Si los espacios están más cerca entre la señal, entonces habrá un cruce más grande.
4. Haz una ruta corta en la capa inferior. Si es difícil mantener la ruta corta, incluya una correa de regreso
La idea general es generar un diseño ideal y ofrecer una ruta de retorno de baja impedancia en todas las líneas de señal. Esto es para asegurar que la inductancia mutua en la ruta de retorno de la señal se mantenga baja.
5. Los condensadores de desacoplamiento deben colocarse cerca del pin de alimentación IC
Utilice un condensador de gran tamaño en un cuerpo pequeño con una tensión nominal de hasta el doble de la tensión requerida para la aplicación. Normalmente se utiliza un condensador MLCC de 22 μF. La capacitancia depende del consumo de corriente de los componentes que se están desacoplando. Si no tiene conocimientos técnicos, considere 22 μF.
6. Si es posible, cree un retorno para cada señal digital en todos los conectores
El ruido de conmutación o el rebote de tierra son contribuidos en gran medida por varias señales que asignan pines de retorno similares. En varios conectores, se pueden usar uno o dos pines de retorno con varias señales de conmutación. Esto se aplica principalmente al rebote en el suelo.
Una placa de un solo lado es la PCB más básica, donde las partes se concentran en un lado y los cables se concentran en el otro lado. Debido a que los cables solo aparecen en un lado, llamamos a este tipo de PCB de un solo lado (Single-side). Debido a que la placa única tiene muchas restricciones estrictas en el diseño del circuito (debido a que solo hay un lado, el cableado no puede cruzarse y debe seguir una ruta separada), por lo que solo los primeros circuitos usaban este tipo de placa.
Las pistas de las placas de circuito impreso de una sola cara se encuentran únicamente en un lado, mientras que las de doble cara presentan pistas en ambos lados, con capas superior e inferior. En una placa de doble cara, los componentes y el cobre conductor se montan en ambos lados, lo que provoca la intersección o superposición de las pistas. Las placas de doble cara son ideales para la creación de circuitos de alta densidad que no requieren soldadura punto a punto.
| PCB de una cara | PCB de doble cara |
| Capa de cobre conductor solo en un lado de la placa | Capa conductora de cobre en ambos lados de la placa |
| Adecuado para diseños de circuitos básicos. | Adecuado para diseños de circuitos complejos |
| Desarrolla principalmente diseños de circuitos de baja densidad. | Bueno para desarrollar diseños de circuitos de alta densidad. |
| Menor costo de fabricación | Mayor costo de fabricación. |
| La velocidad de fabricación de la placa es alta, lo que produce un gran volumen de PCB | La velocidad de fabricación de tableros es más lenta, por lo que el volumen de producción es menor. |
| Menor costo de fabricación | Mayor costo de fabricación. |
| Ocupa más espacio | Cumple con las limitaciones de espacio en el diseño del circuito. |
| Menos flexibilidad en el enrutamiento de circuitos. | Más flexibilidad en el enrutamiento de circuitos |
| No hay intersección o superposición de trazos. | Hay una intersección y superposición de trazas. |
| Fácil de solucionar, depurar y reparar | Difícil de solucionar y reparar |
Una PCB de 2 capas tiene dos capas de cobre y una PCB de 4 capas tiene cuatro capas de cobre. Las capas se laminan junto con sustratos. La capa superior y la inferior son las capas de señal. Pero los interiores son los planos de tierra y suministro.
Las placas de circuito impreso de 4 capas son más potentes que las PCB de una sola capa y las PCB de 2 capas. Pero a pesar de que son excelentes para proyectos complejos y notables por su funcionalidad, su costo es más alto que sus contrapartes de 2 capas.
Precio
Una PCB de dos capas es más barata que una placa de circuito de cuatro capas. Sin embargo, el costo de fabricación está determinado por la cantidad de unidades que planea pedir.
diseño y producción
El PCB de 2 capas tiene un diseño y producción más sencillos y también es más fácil reparar un PCB de dos caras que reparar un PCB de cuatro capas.
Tiempo De Espera
Los PCB de doble cara tienen una ventaja sobre los PCB de cuatro capas y multicapa en lo que respecta al tiempo de entrega. Ya sea que se trate de un proyecto pequeño o grande, la PCB de 2 capas requiere un tiempo de entrega más corto para hacer un prototipo.
Durabilidad
dado que la placa de circuito tiene muchas capas, es más duradera que una placa de circuito impreso de 2 capas. Aunque las PCB de cuatro capas son más pequeñas que las placas de circuito de doble cara, son más sustanciales.
Aplicaciones
Si su proyecto es complejo, las capas adicionales de PCB de 4 capas serán muy beneficiosas. Dado que es posible ser creativo y agregar componentes adicionales, los PCB se pueden usar para proyectos complicados.
Tamaño y peso
Las placas de circuito impreso de 4 capas son pequeñas y muy ligeras. Son más pequeños y livianos que los PCB de dos caras porque necesitan menos espacio para el cableado y los componentes.
Las placas de circuito impreso de 2 y 4 capas ofrecen diferentes niveles de funcionalidad, pero ambas son beneficiosas para diferentes tipos de proyectos. En última instancia, la elección entre una placa de 4 y 2 capas se reduce principalmente a las especificaciones de su proyecto y la complejidad de su circuito y el requisito de presupuesto que tiene para su proyecto.
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Cómo usar PCB prototipo de doble cara
Las características de PCB de doble cara y las razones de la complejidad del proceso.
