placa de circuito impreso

Antes del desarrollo de las placas de circuitos impresos, los circuitos eléctricos y electrónicos se cableaban punto a punto sobre un chasis. Normalmente, el chasis era un marco o bandeja de chapa metálica, a veces con una base de madera. Los componentes se fijaban al chasis, generalmente mediante aislantes cuando el punto de conexión era metálico, y luego sus terminales se conectaban directamente o con cables puente mediante soldadura , o a veces utilizando conectores de crimpado , terminales de conexión de cable en bornes de tornillo u otros métodos. Los circuitos eran grandes, voluminosos, pesados ​​y relativamente frágiles (incluso sin tener en cuenta las frágiles envolturas de vidrio de los tubos de vacío que a menudo se incluían en los circuitos), y su producción requería mucha mano de obra, por lo que los productos eran caros.

El desarrollo de los métodos utilizados en las placas de circuitos impresos modernas comenzó a principios del siglo XX. En 1903, el inventor alemán Albert Hanson describió conductores de lámina plana laminados a una placa aislante en múltiples capas. Thomas Edison experimentó con métodos químicos para depositar conductores sobre papel de lino en 1904. Arthur Berry patentó en 1913 un método de impresión y grabado en el Reino Unido, y en Estados Unidos Max Schoop obtuvo una patente ^{[ 5 ]} para pulverizar metal con llama sobre una placa a través de una máscara con patrón. Charles Ducas patentó en 1925 un método de electrodeposición de patrones de circuitos. ^{[ 6 ]}

Anterior a la invención del circuito impreso, y de espíritu similar, fue el Equipo de Fabricación de Circuitos Electrónicos (ECME, por sus siglas en inglés) de John Sargrove (1936-1947), que rociaba metal sobre una placa de plástico de baquelita . El ECME podía producir tres placas de radio por minuto.

El ingeniero austriaco Paul Eisler inventó el circuito impreso como parte de un aparato de radio mientras trabajaba en el Reino Unido alrededor de 1936. En 1941, se utilizó un circuito impreso multicapa en minas navales alemanas de influencia magnética .

Alrededor de 1943, Estados Unidos comenzó a utilizar la tecnología a gran escala para fabricar espoletas de proximidad para la Segunda Guerra Mundial. ^{[ 6 ]} Dichas espoletas requerían un circuito electrónico que pudiera soportar ser disparado desde un arma y que pudiera producirse en grandes cantidades. La División Centralab de Globe Union presentó una propuesta que utilizaba tecnología de película gruesa y que cumplía con los requisitos. Una placa cerámica se serigrafiaría con pintura metálica para los conductores y material de carbono para las resistencias , con condensadores de disco cerámico y tubos de vacío subminiatura soldados en su lugar. ^{[ 7 ]} La técnica demostró ser viable, y la patente resultante sobre el proceso, que fue clasificada por el Ejército de los EE. UU., fue asignada a Globe Union. No fue hasta 1984 que el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) otorgó a Harry W. Rubinstein su Premio Cledo Brunetti por sus contribuciones iniciales clave al desarrollo de componentes y conductores impresos sobre un sustrato aislante común. Rubinstein fue homenajeado en 1984 por su alma mater, la Universidad de Wisconsin-Madison , por sus innovaciones en la tecnología de circuitos electrónicos impresos y la fabricación de condensadores. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Este invento también representa un paso en el desarrollo de la tecnología de circuitos integrados , ya que no solo el cableado, sino también los componentes pasivos se fabricaron sobre el sustrato cerámico.

En 1948, Estados Unidos autorizó el uso comercial del invento. Los circuitos impresos no se generalizaron en la electrónica de consumo hasta mediados de la década de 1950, tras el desarrollo del proceso de ensamblaje automático por parte del Ejército de los Estados Unidos. Casi al mismo tiempo, en el Reino Unido , Geoffrey Dummer , entonces en el RRDE , realizaba trabajos similares .

Motorola fue una de las primeras empresas en introducir este proceso en la electrónica de consumo, anunciando en agosto de 1952 la adopción de "circuitos chapados" en radios domésticas tras seis años de investigación y una inversión de 1 millón de dólares. ^{[ 10 ]} Motorola pronto comenzó a utilizar su término registrado para el proceso, PLAcir, en sus anuncios de radio para el consumidor. ^{[ 11 ]} Hallicrafters lanzó su primer producto de circuito impreso "fotograbado", un radio reloj, el 1 de noviembre de 1952. ^{[ 12 ]}

Aunque las placas de circuito impreso se hicieron accesibles, el método de construcción de chasis punto a punto siguió siendo de uso común en la industria (como en televisores y equipos de alta fidelidad) al menos hasta finales de la década de 1960. Las placas de circuito impreso se introdujeron para reducir el tamaño, el peso y el coste de los componentes del circuito. En 1960, un pequeño receptor de radio para el consumidor podía tener todos sus circuitos integrados en una sola placa, pero un televisor probablemente contenía una o más placas.

Originalmente, cada componente electrónico tenía cables y una PCB tenía orificios perforados para cada cable de cada componente. Los cables de los componentes se insertaban a través de los orificios y se soldaban a las pistas de cobre de la PCB. Este método de ensamblaje se llama construcción de orificio pasante . En 1949, Moe Abramson y Stanislaus F. Danko del Cuerpo de Señales del Ejército de los Estados Unidos desarrollaron el proceso de Auto-Sembly en el que los cables de los componentes se insertaban en un patrón de interconexión de lámina de cobre y se soldaban por inmersión . La patente que obtuvieron en 1956 fue asignada al Ejército de los Estados Unidos. ^{[ 13 ]} Con el desarrollo de las técnicas de laminación y grabado de placas , este concepto evolucionó hasta convertirse en el proceso estándar de fabricación de placas de circuito impreso que se utiliza hoy en día. La soldadura se podía realizar automáticamente haciendo pasar la placa sobre una onda de soldadura fundida en una máquina de soldadura por ola . Sin embargo, los cables y los orificios son ineficientes, ya que perforar orificios es costoso y consume brocas, y los cables que sobresalen se cortan y se desechan.

Desde la década de 1980, los componentes de montaje superficial han sustituido cada vez más a los componentes de orificio pasante, lo que permite fabricar placas más pequeñas y reducir los costes de producción, pero también dificulta las reparaciones.

En la década de 1990, el uso de placas de circuito impreso multicapa se hizo más frecuente. Como resultado, el tamaño se minimizó aún más y se incorporaron placas de circuito impreso tanto flexibles como rígidas en diferentes dispositivos. En 1995, los fabricantes de placas de circuito impreso comenzaron a utilizar la tecnología de microvías para producir placas de circuito impreso de interconexión de alta densidad (HDI). ^{[ 14 ]}

Los recientes avances en la impresión 3D han dado lugar a varias técnicas nuevas para la creación de placas de circuito impreso (PCB). La electrónica impresa en 3D (PE) permite imprimir componentes capa a capa, y posteriormente, imprimir el componente con una tinta líquida que contiene las funcionalidades electrónicas.

La tecnología HDI (Interconexión de Alta Densidad) permite un diseño más denso en la PCB y, por lo tanto, PCB potencialmente más pequeñas con más pistas y componentes en un área determinada. Como resultado, las rutas entre componentes pueden ser más cortas. Las HDI utilizan vías ciegas/enterradas, o una combinación que incluye microvías. Con las PCB HDI multicapa, la interconexión de varias vías apiladas una encima de la otra (vías apiladas, en lugar de una vía enterrada profunda) puede hacerse más fuerte, lo que mejora la fiabilidad en todas las condiciones. Las aplicaciones más comunes para la tecnología HDI son los componentes de computadoras y teléfonos móviles, así como equipos médicos y equipos de comunicación militar. Una PCB HDI de 4 capas con microvías es equivalente en calidad a una PCB de 8 capas con orificios pasantes, por lo que la tecnología HDI puede reducir los costos. Las PCB HDI a menudo se fabrican utilizando película de acumulación como la película de acumulación de ajinomoto, que también se utiliza en la producción de paquetes flip chip . ^{[ 15 ] [ 16 ]} Algunas PCB tienen guías de onda ópticas, similares a las fibras ópticas construidas en la PCB. ^{[ 17 ]}

Una placa de circuito impreso puede tener múltiples capas de cobre, casi siempre dispuestas en pares. El número de capas y la interconexión entre ellas (vías, orificios pasantes) permiten estimar la complejidad de la placa. El uso de más capas ofrece más opciones de enrutamiento y un mejor control de la integridad de la señal, pero también implica un mayor tiempo y coste de fabricación. Del mismo modo, la selección de las vías para la placa permite ajustar con precisión su tamaño, la salida de señales de circuitos integrados complejos, el enrutamiento y la fiabilidad a largo plazo, pero está estrechamente relacionada con la complejidad y el coste de producción.

Una de las placas más sencillas de fabricar es la de dos capas. Tiene cobre en ambas caras, denominadas capas externas; las placas multicapa incorporan capas internas adicionales de cobre y aislamiento. Después de las PCB de dos capas, el siguiente paso es la de cuatro capas. La placa de cuatro capas ofrece muchas más opciones de enrutamiento en las capas internas en comparación con la de dos capas, y a menudo una parte de estas capas se utiliza como plano de tierra o plano de alimentación para lograr una mejor integridad de la señal, frecuencias de señalización más altas, menor interferencia electromagnética (EMI) y un mejor desacoplamiento de la fuente de alimentación.

En las placas multicapa, las capas de material se laminan alternadamente formando una estructura tipo sándwich: cobre, sustrato, cobre, sustrato, cobre, etc. Cada plano de cobre se graba y las vías internas (que no se extienden a ambas superficies externas de la placa multicapa terminada) se metalizan antes de laminar las capas. Solo las capas externas necesitan recubrimiento; las capas internas de cobre están protegidas por las capas de sustrato adyacentes.

Los componentes de montaje pasante se montan mediante sus terminales, que atraviesan la placa y se sueldan a las pistas del otro lado. Los componentes de montaje superficial se fijan mediante sus terminales a las pistas de cobre del mismo lado de la placa. Una placa puede utilizar ambos métodos de montaje. Actualmente, las placas de circuito impreso con componentes montados únicamente mediante montaje pasante son poco comunes. El montaje superficial se utiliza para transistores , diodos , circuitos integrados , resistencias y condensadores. El montaje pasante puede utilizarse para algunos componentes grandes, como condensadores electrolíticos y conectores.

Las primeras PCB utilizaban tecnología de orificio pasante , montando componentes electrónicos mediante la inserción de terminales a través de orificios en un lado de la placa y su soldadura a pistas de cobre en el otro lado. Las placas podían ser de una sola cara, con un lado de componentes sin metalizar, o placas de doble cara más compactas, con componentes soldados en ambos lados. La instalación horizontal de componentes de orificio pasante con dos terminales axiales (como resistencias, condensadores y diodos) se realiza doblando los terminales 90 grados en la misma dirección, insertando el componente en la placa (a menudo doblando los terminales ubicados en la parte posterior de la placa en direcciones opuestas para mejorar la resistencia mecánica del componente), soldando los terminales y recortando los extremos. Los terminales se pueden soldar manualmente o mediante una máquina de soldadura por ola . ^{[ 18 ]}

La tecnología de montaje superficial surgió en la década de 1960, cobró impulso a principios de la década de 1980 y se generalizó a mediados de la década de 1990. Los componentes se rediseñaron mecánicamente para incorporar pequeñas pestañas o tapas metálicas que podían soldarse directamente a la superficie de la placa de circuito impreso (PCB), en lugar de cables que pasaran a través de orificios. Los componentes se redujeron considerablemente y su colocación en ambas caras de la placa se hizo más común que con el montaje de orificio pasante, lo que permitió ensamblajes de PCB mucho más pequeños con densidades de circuito mucho mayores. El montaje superficial se presta bien a un alto grado de automatización, lo que reduce los costos laborales y aumenta considerablemente las tasas de producción en comparación con las placas de circuito impreso de orificio pasante. Los componentes pueden suministrarse montados en cintas portadoras. Los componentes de montaje superficial pueden tener entre una cuarta y una décima parte del tamaño y peso de los componentes de orificio pasante, y los componentes pasivos son mucho más económicos. Sin embargo, los precios de los dispositivos semiconductores de montaje superficial (SMD) están determinados más por el chip en sí que por el encapsulado, con poca ventaja de precio sobre los encapsulados más grandes, y algunos componentes con terminales de cable, como los diodos de conmutación de pequeña señal 1N4148 , son en realidad significativamente más baratos que sus equivalentes SMD.

Cada pista consiste en una parte plana y estrecha de la lámina de cobre que queda después del grabado. Su resistencia , determinada por su ancho, grosor y longitud, debe ser suficientemente baja para la corriente que transportará el conductor. Las pistas de alimentación y tierra pueden necesitar ser más anchas que las pistas de señal . En una placa multicapa, una capa completa puede ser mayoritariamente de cobre sólido para actuar como plano de tierra para el blindaje y el retorno de la alimentación. Para circuitos de microondas y señales digitales de alta velocidad (que utilizan frecuencias similares), las líneas de transmisión pueden disponerse en forma planar, como líneas de tira o microcintas , con dimensiones cuidadosamente controladas para asegurar una impedancia constante . En circuitos de radiofrecuencia y de conmutación rápida, la inductancia y la capacitancia de los conductores de la placa de circuito impreso se convierten en elementos de circuito significativos, generalmente indeseables; por el contrario, pueden utilizarse como parte deliberada del diseño del circuito, como en filtros de elementos distribuidos , antenas y fusibles , obviando la necesidad de componentes discretos adicionales. Las PCB de interconexión de alta densidad (HDI) tienen pistas o vías con un ancho o diámetro inferior a 152 micrómetros. ^{[ 19 ]}

Los laminados se fabrican curando capas de tela o papel con resina termoestable bajo presión y calor para formar una pieza final integral de espesor uniforme. Pueden tener hasta 1,2 x 2,4 m (4 x 8 pies ) de ancho y largo. Se utilizan diferentes tramas de tela (hilos por pulgada o cm), espesores de tela y porcentajes de resina para lograr el espesor final y las características dieléctricas deseadas . Los espesores estándar de laminado disponibles se enumeran en ANSI/IPC-D-275. ^{[ 20 ]} 

El material de la tela o fibra utilizado, el material de la resina y la proporción de tela a resina determinan la designación del tipo de laminado (FR-4, CEM -1, G-10 , etc.) y, por lo tanto, las características del laminado producido. Las características importantes son el grado de resistencia al fuego del laminado , la constante dieléctrica (e _r ), la tangente de pérdidas (tan δ), la resistencia a la tracción , la resistencia al corte , la temperatura de transición vítrea (T _{g ) y el} coeficiente de expansión en el eje Z (cuánto cambia el espesor con la temperatura).

Hay varios dieléctricos diferentes que se pueden elegir para proporcionar diferentes valores de aislamiento según los requisitos del circuito. Algunos de estos dieléctricos son el politetrafluoroetileno (Teflon), FR-4, FR-1, CEM-1 o CEM-3. Los materiales preimpregnados más conocidos utilizados en la industria de PCB son FR-2 (papel de algodón fenólico), FR-3 (papel de algodón y epoxi), FR-4 (fibra de vidrio tejida y epoxi), FR-5 (fibra de vidrio tejida y epoxi), FR-6 (fibra de vidrio mate y poliéster), G-10 (fibra de vidrio tejida y epoxi), CEM-1 (papel de algodón y epoxi), CEM-2 (papel de algodón y epoxi), CEM-3 (fibra de vidrio no tejida y epoxi), CEM-4 (fibra de vidrio tejida y epoxi), CEM-5 (fibra de vidrio tejida y poliéster). La expansión térmica es una consideración importante, especialmente con las tecnologías de matriz de rejilla de bolas (BGA) y chips desnudos, y la fibra de vidrio ofrece la mejor estabilidad dimensional.

El FR-4 es, con diferencia, el material más común utilizado en la actualidad. El panel con cobre sin grabar se denomina "laminado revestido de cobre".

Con la disminución del tamaño de las características de la placa y el aumento de las frecuencias, las pequeñas no homogeneidades, como la distribución desigual de la fibra de vidrio u otro material de relleno, las variaciones de espesor y las burbujas en la matriz de resina, y las variaciones locales asociadas en la constante dieléctrica, están adquiriendo mayor importancia.

Los sustratos de las placas de circuitos impresos suelen ser materiales compuestos dieléctricos. Estos compuestos contienen una matriz (generalmente una resina epoxi ) y un refuerzo (normalmente fibras de vidrio tejidas, a veces no tejidas, e incluso papel), y en algunos casos se añade un relleno a la resina (por ejemplo, cerámica; se puede utilizar cerámica de titanato para aumentar la constante dieléctrica).

El tipo de refuerzo define dos clases principales de materiales: tejidos y no tejidos. Los refuerzos tejidos son más económicos, pero la alta constante dieléctrica del vidrio puede no ser favorable para muchas aplicaciones de alta frecuencia. La estructura espacialmente no homogénea también introduce variaciones locales en los parámetros eléctricos, debido a la diferente proporción de resina/vidrio en distintas áreas del patrón de tejido. Los refuerzos no tejidos, o materiales con poco o ningún refuerzo, son más caros, pero más adecuados para algunas aplicaciones de RF/analógicas.

Los sustratos se caracterizan por varios parámetros clave, principalmente termomecánicos ( temperatura de transición vítrea , resistencia a la tracción , resistencia al corte , expansión térmica ), eléctricos ( constante dieléctrica , tangente de pérdidas , voltaje de ruptura dieléctrica , corriente de fuga , resistencia de seguimiento ...) y otros (por ejemplo, absorción de humedad).

A la temperatura de transición vítrea, la resina del compuesto se ablanda y aumenta significativamente la expansión térmica; superar T _g ejerce una sobrecarga mecánica sobre los componentes de la placa, como las uniones y las vías. Por debajo de T _g, la expansión térmica de la resina se asemeja a la del cobre y el vidrio; por encima, aumenta considerablemente. Dado que el refuerzo y el cobre confinan la placa a lo largo del plano, prácticamente toda la expansión volumétrica se proyecta hacia el espesor y ejerce presión sobre los orificios metalizados. La soldadura repetida u otra exposición a temperaturas elevadas puede provocar fallos en el metalizado, especialmente en placas más gruesas; por lo tanto, las placas gruesas requieren una matriz con una T _g alta .

Los materiales utilizados determinan la constante dieléctrica del sustrato . Esta constante también depende de la frecuencia, disminuyendo generalmente con ella. Dado que esta constante determina la velocidad de propagación de la señal , la dependencia de la frecuencia introduce distorsión de fase en aplicaciones de banda ancha; por lo tanto, es importante lograr una constante dieléctrica lo más plana posible en función de la frecuencia. La impedancia de las líneas de transmisión disminuye con la frecuencia, por lo que los flancos más rápidos de las señales reflejan más que los más lentos.

La tensión de ruptura dieléctrica determina el gradiente de tensión máximo al que puede someterse el material antes de sufrir una ruptura (conducción o formación de arcos eléctricos a través del dieléctrico).

La resistencia al seguimiento determina cómo el material resiste las descargas eléctricas de alto voltaje que se propagan por la superficie de la placa.

La tangente de pérdidas determina cuánta energía electromagnética de las señales en los conductores es absorbida por el material de la placa. Este factor es importante para altas frecuencias. Los materiales de bajas pérdidas son más caros. Elegir materiales de pérdidas innecesariamente bajas es un error común de ingeniería en el diseño digital de alta frecuencia; aumenta el costo de las placas sin un beneficio correspondiente. La degradación de la señal por la tangente de pérdidas y la constante dieléctrica se puede evaluar fácilmente mediante un diagrama de ojo .

La absorción de humedad se produce cuando el material se expone a alta humedad o agua. Tanto la resina como el refuerzo pueden absorber agua; el agua también puede penetrar por capilaridad a través de los huecos en los materiales y a lo largo del refuerzo. Las resinas epoxi de los materiales FR-4 no son muy susceptibles, con una absorción de solo el 0,15 %. El teflón tiene una absorción muy baja del 0,01 %. Las poliimidas y los ésteres de cianato, por otro lado, sufren una alta absorción de agua. El agua absorbida puede provocar una degradación significativa de parámetros clave; afecta la resistencia de seguimiento, la tensión de ruptura y los parámetros dieléctricos. La constante dieléctrica relativa del agua es de aproximadamente 73, en comparación con aproximadamente 4 para los materiales comunes de las placas de circuitos. La humedad absorbida también puede vaporizarse al calentarse, como durante la soldadura , y causar agrietamiento y delaminación , ^{[ 21 ]} el mismo efecto responsable del daño por "palomitas de maíz" en el embalaje húmedo de componentes electrónicos. Puede ser necesario un horneado cuidadoso de los sustratos para secarlos antes de soldarlos. ^{[ 22 ]}

Materiales que se encuentran con frecuencia:

• FR-2 , papel fenólico o papel de algodón fenólico, papel impregnado con resina de fenol-formaldehído . Común en electrónica de consumo con placas de circuito impreso de una sola cara. Propiedades eléctricas inferiores a las del FR-4. Baja resistencia al arco eléctrico. Generalmente, soporta hasta 105  °C.
• FR-4 , un tejido de fibra de vidrio impregnado con resina epoxi . Presenta baja absorción de agua (hasta un 0,15 %), buenas propiedades aislantes y buena resistencia al arco eléctrico. Es muy común. Existen varias calidades con propiedades ligeramente diferentes. Su temperatura nominal suele ser de hasta 130  °C.
• Aluminio , o placa con núcleo metálico o sustrato metálico aislado (IMS), revestido con un dieléctrico delgado térmicamente conductor, utilizado para componentes que requieren una refrigeración significativa: interruptores de potencia, LED. Consiste generalmente en una placa de circuito delgada de una sola capa, a veces de doble capa, basada, por ejemplo, en FR-4, laminada sobre una lámina de aluminio, comúnmente de 0,8, 1, 1,5, 2 o 3  mm de espesor. Los laminados más gruesos a veces también incluyen una metalización de cobre más gruesa. ^{[ 23 ] [ 24 ]}
• Sustratos flexibles : pueden ser una lámina revestida de cobre independiente o estar laminados a un refuerzo delgado, por ejemplo, de 50 a 130  μm.
  • ^{La lámina de poliimida es común en dispositivos electrónicos de consumo de} pequeño formato o para interconexiones flexibles. Es resistente a altas temperaturas. Algunas marcas comerciales son Kapton , UPILEX [ ^{25 ]} y Pyralux ^{[ 26 ]} .
  • El poliéster ( PET ), que es más barato pero menos resistente al calor, puede ser totalmente transparente. ^{[ 27 ]}
  • Dieléctricos compuestos, por ejemplo Puralux TK con poliimida y fluoropolímero. ^{[ 26 ]} La capa de cobre puede delaminarse durante la soldadura.
• Las placas de circuito impreso cerámicas (PCB cerámicas) son una clase de sustratos para PCB que utilizan materiales cerámicos como la alúmina (Al₂O₃) o el nitruro de aluminio (AlN) en lugar de laminados orgánicos. Se caracterizan por su alta conductividad térmica, excelente aislamiento eléctrico y fuerte resistencia a altas temperaturas y entornos adversos, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de alta potencia, alta frecuencia y alta fiabilidad. ^{[ 28 ]}

Materiales que se encuentran con menos frecuencia:

• FR-1, al igual que FR-2, generalmente se especifica para 105  °C, aunque algunos grados están clasificados para 130  °C. Se puede perforar a temperatura ambiente. Similar al cartón. Baja resistencia a la humedad. Baja resistencia al arco eléctrico.
• FR-3, papel de algodón impregnado con epoxi. Normalmente, soporta temperaturas de hasta 105  °C.
• FR-5, fibra de vidrio tejida y epoxi, alta resistencia a temperaturas elevadas, normalmente especificada hasta 170  °C.
• FR-6, vidrio mate y poliéster
• G-10 , fibra de vidrio tejida y epoxi: alta resistencia al aislamiento, baja absorción de humedad, muy alta fuerza de adhesión. Normalmente soporta temperaturas de hasta 130  °C.
• G-11, fibra de vidrio tejida y epoxi: alta resistencia a los disolventes, alta retención de la resistencia a la flexión a altas temperaturas. ^{[ 29 ]} Normalmente clasificado hasta 170  °C.
• CEM-1, papel de algodón y epoxi
• CEM-2, papel de algodón y epoxi
• CEM-3, fibra de vidrio no tejida y epoxi
• CEM-4, fibra de vidrio tejida y epoxi
• CEM-5, fibra de vidrio tejida y poliéster
• PTFE ("Teflón"): caro, con baja pérdida dieléctrica, ideal para aplicaciones de alta frecuencia, con muy baja absorción de humedad (0,01 %) y mecánicamente blando. Difícil de laminar, rara vez se utiliza en aplicaciones multicapa.
• PTFE con relleno cerámico: costoso, con bajas pérdidas dieléctricas, para aplicaciones de alta frecuencia. La variación de la proporción cerámica/PTFE permite ajustar la constante dieléctrica y la dilatación térmica.
• RF-35, PTFE reforzado con fibra de vidrio y relleno de cerámica. Relativamente menos costoso, buenas propiedades mecánicas, buenas propiedades de alta frecuencia. ^{[ 30 ] [ 31 ]}
• Alúmina , una cerámica. Dura, quebradiza, muy cara, de muy alto rendimiento, buena conductividad térmica.
• Poliimida , un polímero de alta temperatura. Caro, de alto rendimiento. Mayor absorción de agua (0,4 %). Puede utilizarse desde temperaturas criogénicas hasta más de 260  °C.

El espesor de cobre de las PCB se puede especificar directamente o como el peso de cobre por área (en onzas por pie cuadrado), que es más fácil de medir. Una onza por pie cuadrado es un espesor de 34 μm (0,0013 pulg) . El cobre grueso es una capa que supera las tres onzas de cobre por pie ^cuadrado , o aproximadamente 105 μm (0,0041 pulg) de espesor. Las capas de cobre grueso se utilizan para altas corrientes o para ayudar a disipar el calor. En los sustratos FR-4 comunes, 1 oz de cobre por pie ^cuadrado ( 35 μm (0,0014 pulg) ) es el espesor más común; 2 oz ( 70 μm (0,0028 pulg) ) y 0,5 oz ( 17,5 μm (0,00069 pulg) ) de espesor suelen ser una opción. Menos comunes son 12 μm (0,00047 in) y 105 μm (0,0041 in) , 9 μm (0,00035 in) a veces está disponible en algunos sustratos. Los sustratos flexibles suelen tener una metalización más delgada. Las placas de núcleo metálico para dispositivos de alta potencia suelen usar cobre más grueso; 35 μm (0,0014 in) es lo habitual, pero también se pueden encontrar 140 μm (0,0055 in) y 400 μm (0,016 in) . En EE. UU., el espesor de la lámina de cobre se especifica en unidades de onzas por pie cuadrado (oz/ft ² ), comúnmente denominadas simplemente onza . Los espesores comunes son 1/2 oz/ft² ⁽ 150 g/m² ⁾ , 1 oz/ft² ⁽ 300 g/m² ⁾ , 2 oz/ft² ⁽ 600 g/m² ⁾ y 3 oz/ft² ⁽ 900 g/m² ⁾ . Esto equivale a espesores de 17,05 μm (0,000671 pulg.) (0,67 milésimas de pulgada ), 34,1 μm (0,00134 pulg.) (1,34 milésimas de pulgada ), 68,2 μm (0,00269 pulg .) (2,68 milésimas de pulgada) y 102,3 μm (0,00403 pulg.) (4,02 milésimas de pulgada), respectivamente.                                      

La lámina de 1/2  oz/ft² ^no se usa comúnmente como peso de cobre final, pero se utiliza para capas exteriores cuando el recubrimiento para orificios pasantes aumenta el peso de cobre final. Algunos fabricantes de PCB se refieren a la lámina de cobre de 1  oz/ft² ^como si tuviera un espesor de 35 μm (0,0014 pulgadas) (también puede denominarse 35 μ, 35 micras o 35 mic).   

• 1/0 – indica 1  oz/ft² ^de cobre en un lado, sin cobre en el otro lado.
• 1/1 – indica 1  oz/ft² ^de cobre en ambos lados.
• H/0 o H/H – indica 0,5  oz/ft² ^de cobre en uno o ambos lados, respectivamente.
• 2/0 o 2/2 – indica 2  oz/ft² ^de cobre en uno o ambos lados, respectivamente.

Una placa de circuito impreso mínima para un solo componente, utilizada para la creación de prototipos , se denomina placa de derivación . Su función es separar los terminales de un componente para facilitar las conexiones manuales. Las placas de derivación se utilizan especialmente para componentes de montaje superficial o cualquier componente con un paso de terminales fino.

Las PCB avanzadas pueden contener componentes incrustados en el sustrato, como condensadores y circuitos integrados, para reducir la cantidad de espacio que ocupan los componentes en la superficie de la PCB y, al mismo tiempo, mejorar las características eléctricas. ^{[ 32 ]}

Multiwire es una técnica patentada de interconexión que utiliza cables aislados mecanizados incrustados en una matriz no conductora (a menudo resina plástica). ^{[ 33 ]} Se utilizó durante las décadas de 1980 y 1990. A partir de 2010,El sistema Multiwire todavía está disponible a través de Hitachi.

Dado que era bastante sencillo apilar las interconexiones (cables) dentro de la matriz de incrustación, este enfoque permitió a los diseñadores olvidarse por completo del enrutamiento de los cables (una operación que suele ser laboriosa en el diseño de PCB): dondequiera que el diseñador necesite una conexión, la máquina trazará un cable en línea recta de un pin a otro. Esto dio lugar a tiempos de diseño muy cortos (sin necesidad de utilizar algoritmos complejos, incluso para diseños de alta densidad) y a una menor diafonía (que es peor cuando los cables discurren en paralelo , algo que casi nunca ocurre en Multiwire), aunque el coste es demasiado elevado para competir con tecnologías de PCB más económicas cuando se necesitan grandes cantidades.

Las correcciones se pueden realizar en el diseño de una placa multihilo más fácilmente que en el diseño de una PCB. ^{[ 34 ]}

Antes de la llegada de los circuitos integrados , la construcción en serie permitía la mayor densidad de empaquetamiento de componentes posible. Este método se utilizaba con componentes con terminales de alambre en aplicaciones donde el espacio era limitado (como espoletas , sistemas de guiado de misiles y telemetría) y en las computadoras de alta velocidad de la época, donde las pistas cortas eran importantes. En la construcción en serie, los componentes con terminales axiales se montaban entre dos planos paralelos. El nombre proviene de la forma en que los componentes con terminales axiales (condensadores, resistencias, bobinas y diodos) se apilan en filas y columnas paralelas, como una pila de leña. Los componentes se soldaban entre sí con cables puente o se conectaban a otros componentes mediante una fina cinta de níquel soldada en ángulo recto a los terminales de los componentes. ^{[ 35 ]}

Algunas versiones de la construcción con leña utilizaban placas de circuito impreso soldadas de una sola cara como método de interconexión (como se muestra en la imagen), lo que permitía el uso de componentes con terminales normales, aunque a costa de dificultar la extracción de las placas o la sustitución de cualquier componente que no estuviera en el borde.

La construcción con leña fue reemplazada por placas multicapa, componentes SMD y circuitos integrados.

Una placa de circuito impreso flexible ( FPCB , por sus siglas en inglés ) es un circuito delgado y ligero fabricado con materiales flexibles como la poliimida. Puede doblarse o plegarse manteniendo conexiones eléctricas fiables y se utiliza habitualmente en dispositivos electrónicos compactos como teléfonos inteligentes, dispositivos portátiles y equipos médicos.