Una placa de circuit imprès ( PCB ) és un component electrònic important que serveix com a estructura de suport per a components electrònics i com a portador per a connexions elèctriques. S'anomena placa de circuit "imprès" perquè es produeix mitjançant tècniques d'impressió electrònica. Les PCB són un dels components essencials de la indústria electrònica. Gairebé tots els dispositius electrònics, des de petits articles com rellotges digitals i calculadores fins a grans sistemes com ordinadors, electrònica de comunicació i sistemes d'armes militars, utilitzen plaques de circuits impresos per connectar elèctricament circuits integrats i altres components electrònics.
Una placa de circuit imprès consisteix en un substrat aïllant, cables de connexió i coixinets per muntar i soldar components electrònics, que serveixen tant com a vies conductores com a base aïllant. Pot substituir el cablejat complex per aconseguir connexions elèctriques entre diversos components, simplificant els processos de muntatge i soldadura, reduint la càrrega de treball associada als mètodes de cablejat tradicionals i disminuint significativament la intensitat de la mà d'obra. A més, les plaques de circuit imprès (PCB) ajuden a reduir la mida total dels dispositius, reduir els costos del producte i millorar la qualitat i la fiabilitat dels equips electrònics. Ofereixen una bona consistència del producte i es poden estandarditzar en el disseny, facilitant la mecanització i l'automatització de la producció. A més, una placa de circuit imprès completament muntada i provada pot servir com a peça de recanvi independent, cosa que facilita la substitució i el manteniment de productes complets.
Les plaques de circuits impresos es fabricaven originalment amb laminats recoberts de coure a base de paper. Des de la introducció dels transistors semiconductors a la dècada de 1950, la demanda de plaques de circuits impresos ha augmentat considerablement. El ràpid desenvolupament i l'aplicació generalitzada dels circuits integrats han donat lloc a dispositius electrònics més petits amb una densitat i complexitat de circuits creixents, cosa que requereix una innovació contínua en les plaques de circuits impresos. Actualment, les varietats de PCB han evolucionat des de plaques d'una sola cara fins a plaques de doble cara, plaques multicapa i plaques flexibles. La seva estructura i qualitat han avançat fins a una densitat ultraalta, miniaturització i alta fiabilitat. Contínuament apareixen nous mètodes de disseny, materials i processos de fabricació. En els darrers anys, diversos programes de disseny assistit per ordinador (CAD) per a PCB s'han adoptat àmpliament a la indústria, i la producció mecanitzada i automatitzada ha substituït completament els processos manuals en fabricants de PCB especialitzats.
Classificació per nombre de capes
Segons el nombre de capes del circuit, les plaques de circuit imprès (PCB) es poden classificar en plaques d'una sola cara , plaques de doble cara i plaques multicapa. Les plaques multicapa comunes solen tenir quatre o sis capes, mentre que les plaques més complexes poden tenir desenes de capes. Els tres tipus principals de classificació de PCB són:
Taulers d'una sola cara
Les plaques d'una sola cara (Single-Sided Boards) tenen components concentrats en un costat i traces conductores al costat oposat (o tant traces com components muntats a la superfície en un costat, amb components de forat passant a l'altre). Com que les traces només apareixen en un costat, aquest tipus de PCB s'anomena d'una sola cara. A causa de les limitacions estrictes en el disseny de circuits (les traces no es poden creuar i han de prendre camins separats), les plaques d'una sola cara s'utilitzen normalment només en els primers dissenys de circuits.
Taulers de doble cara
Les plaques de doble cara (plaques de doble cara) presenten cablejat a banda i banda, cosa que requereix connexions elèctriques adequades entre els dos costats. Aquestes connexions, conegudes com a vies, són petits forats farcits o recoberts de metall que permeten que es connectin les pistes de banda i banda. Les plaques de doble cara, que tenen el doble de superfície que les plaques d'una sola cara, resolen els problemes d'entrellaçament dels dissenys d'una sola cara (permetent que les connexions es facin a través de vies). Són més adequades per a circuits més complexos que els que normalment gestionen les plaques d'una sola cara.
Tauler flexible, Tauler rígid-flexible
Les plaques multicapa (plaques multicapa) augmenten l'àrea de cablejat disponible mitjançant la utilització de múltiples plaques d'una o dues cares. Per exemple, una placa de circuit imprès (PCB) de quatre capes pot consistir en una placa de doble cara com a capa interior, flanquejada per dues plaques d'una sola cara com a capes exteriors, o dues plaques de doble cara com a capes interiors amb dues plaques d'una sola cara com a capes exteriors. Aquestes plaques de circuits impresos estan intercalades amb materials adhesius aïllants i interconnectades segons els requisits de disseny. El nombre de capes no indica necessàriament el nombre de capes de cablejat independents; en casos especials, es poden afegir capes buides al gruix de la placa de control, i el nombre de capes sol ser parell i incloure les dues capes més externes. La majoria de les plaques base consten de 4 a 8 capes, tot i que tècnicament, les PCB poden tenir gairebé 100 capes. Els superordinadors d'alta gamma sovint utilitzen plaques base amb capes elevades, però a mesura que ara els clústers d'ordinadors estàndard poden substituir aquests sistemes, les plaques ultramulticapa són cada cop menys comunes. Cada capa d'una PCB està estretament integrada, cosa que dificulta discernir el nombre real de capes, tot i que l'observació acurada d'una placa base pot revelar aquesta informació.
Tauler flexible, Tauler rígid-flexible
Les plaques flexibles i les plaques rígides-flexibles es classifiquen en plaques de circuit rígides i plaques de circuit flexibles. Generalment, la PCB que es mostra a la primera imatge es coneix com a PCB rígida, mentre que les connexions grogues de la segona imatge s'anomenen PCB flexible. La diferència intuïtiva és que la PCB flexible es pot doblegar. Els gruixos comuns per a les PCB rígides inclouen 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 1.2 mm, 1.6 mm i 2.0 mm. El gruix comú per a les PCB flexibles és de 0.2 mm, amb capes més gruixudes afegides a la part posterior per soldar components, que poden variar de 0.2 mm a 0.4 mm. Comprendre aquests detalls proporciona als enginyers estructurals una referència espacial durant el disseny. Els materials comuns per a les PCB rígides inclouen laminats de paper fenòlic, laminats de paper epoxi, laminats de fibra de vidre de polièster i laminats de fibra de vidre epoxi; els materials comuns per a les PCB flexibles inclouen pel·lícula de polièster, pel·lícula de poliimida i pel·lícula d'etilè-propilè fluorat.
