Multilayer PCB là một lớp định tuyến đa lớp, với một lớp điện môi giữa hai lớp, có thể được làm rất mỏng. PCB đa lớp có ít nhất ba lớp dẫn điện, hai trong số đó nằm ở bề mặt bên ngoài và lớp còn lại được tổng hợp thành tấm cách nhiệt. Kết nối điện giữa chúng thường là thông qua lỗ xuyên qua mạ trên mặt cắt ngang của bảng mạch. PCB xác định độ khó của quá trình và giá xử lý theo số lượng bề mặt đi dây. PCB thông thường có thể được chia thành hệ thống dây một mặt và hai mặt, thường được gọi là hệ thống dây một bảng và hai bảng. Tuy nhiên, do yếu tố thiết kế không gian sản phẩm, các sản phẩm điện tử cao cấp có thể phủ nhiều lớp dây ngoài hệ thống dây bề mặt. Trong quá trình sản xuất, sau mỗi lớp dây được thực hiện, nó có thể được định vị bằng các thiết bị quang học. Tính liên kết cho phép nhiều lớp đường dây được phủ lên nhau trong một bảng mạch. PCB đa lớp có thể được coi là bất kỳ bảng mạch nào có lớp lớn hơn hoặc bằng 2.

PCB đa lớp có thể được sử dụng cho các ứng dụng tần số cao, không dễ bị thay đổi môi trường và có đặc tính điện môi ổn định. Bảng mạch in nhiều lớp phù hợp với dải tần số cao bao gồm ít nhất hai bảng mạch in có cấu trúc dính xen kẽ ở lớp giữa của chúng. Ít nhất một trong hai bảng mạch in này bao gồm: một phim cách nhiệt, Một lớp keo có chứa polyimit dẻo nhiệt được bố trí trên ít nhất một bề mặt của phim cách nhiệt. Và một lớp đường kim loại đặt trên lớp kết dính. Thành phần chất kết dính giữa các lớp có chứa polyimide nhựa nhiệt dẻo.

Mật độ đóng gói của các mạch tích hợp tăng lên dẫn đến sự tập trung cao của các kết nối với nhau, điều này làm cho việc sử dụng nhiều chất nền trở nên cần thiết. Trong sơ đồ bố trí mạch in đã xảy ra các vấn đề thiết kế không lường trước được như nhiễu, điện dung lạc, nhiễu xuyên âm,…. Vì vậy, việc thiết kế mạch in phải chú trọng đến việc giảm thiểu độ dài của các đường tín hiệu và tránh các tuyến song song. Rõ ràng, trong một bảng điều khiển đơn, hoặc thậm chí trong một bảng điều khiển kép, những yêu cầu này không thể được đáp ứng một cách thỏa đáng do số lượng hạn chế chéo có thể đạt được. Để đạt được hiệu suất thỏa mãn trong một số lượng lớn các yêu cầu về kết nối và chéo, bảng mạch in phải mở rộng bảng thành nhiều hơn hai lớp, dẫn đến sự xuất hiện của Multilayer PCB, vì vậy mục đích ban đầu của việc chế tạo Multilayer PCB là để cung cấp nhiều tự do hơn trong việc lựa chọn một đường định tuyến thích hợp cho các mạch điện tử phức tạp và nhạy cảm với tiếng ồn.