Dois materiais, duas funções
Uma placa rígida multicamadas é construída com dois elementos: núcleos e pré-impregnado.
Um núcleo é um laminado totalmente curado — tecido de fibra de vidro em epóxi curado (estágio C) com folha de cobre colada em ambas as faces. Ele confere espessura e estabilidade mecânica à placa e suporta os circuitos da camada interna, que foram gravados e moldados antes da laminação.
O pré-impregnado é um tecido de fibra de vidro impregnado com resina parcialmente curada (estágio B), fornecido sem cobre. Ele não possui rigidez estrutural própria. Sua função é fluir sob calor e pressão, preencher os espaços ao redor do padrão de cobre e unir os núcleos em uma única placa.
Uma placa de quatro camadas, em sua forma mais simples, consiste em dois núcleos e uma camada de pré-impregnado — ou um núcleo e duas camadas de pré-impregnado, dependendo da configuração das camadas.
O que acontece durante a laminação
A pilha de camadas é prensada a uma temperatura específica. A resina pré-impregnada amolece, flui para o padrão de cobre gravado e ao redor das pistas, e então cura. Duas coisas são definidas nesse momento:
Espessura final do dielétrico. A resina precisa preencher o degrau de cobre, portanto, o dielétrico entre duas camadas é uma função do teor de resina pré-impregnada e da espessura do cobre, e não apenas de sua espessura nominal.
Integridade da ligação. Pouco fluxo deixa vazios; fluxo excessivo espreme a resina e reduz a espessura do dielétrico, o que se manifesta como uma mudança na impedância.
Por que isso importa para um projetista
Três consequências decorrem da diferença de material.
Impedância. Uma impedância controlada é calculada a partir do dielétrico entre a pista e sua referência. Esse dielétrico geralmente é pré-impregnado. Se o desenho da impedância indicar "dielétrico de 0,1 mm" sem especificar a composição do pré-impregnado, o fabricante precisa fazer uma suposição, e a tolerância de ±10% fica comprometida antes mesmo da gravação da placa.
Espessura. A espessura final de uma placa é a soma dos núcleos, do pré-impregnado após a fusão e do cobre. O cobre espesso e as múltiplas camadas de pré-impregnado interagem: mais cobre significa que é necessária mais resina para preencher as lacunas, razão pela qual as estruturas com cobre espesso não são simplesmente uma estrutura padrão com uma folha mais grossa.
Simetria. Os núcleos e o pré-impregnado têm comportamentos de expansão diferentes. Uma estrutura equilibrada em torno de sua linha central se curva menos durante a laminação e a refusão; uma estrutura desequilibrada apresenta curvatura e torção, com 0,7% como limite de aceitação.
Como interpretar um desenho de estrutura
Um desenho útil lista, por camada: a gramatura do cobre, o material e a espessura, e se o dielétrico é composto por núcleo ou pré-impregnado. A distinção não é meramente acadêmica — ela indica ao fabricante quais camadas comprar e ao projetista qual será o dielétrico final.
Quando um projeto combina uma camada de potência espessa com uma camada de sinal de alta resolução, a estrutura é definida no planejamento para fabricação (DFM), em vez de ser assumida. Os limites de capacidade estão no página de recursos e as opções de placa no Página de fabricação de PCBs.