A causa de l'augment de la densitat d'embalatge dels circuits integrats, la placa de circuits PCB multicapa condueix a una alta concentració de línies d'interconnexió, cosa que fa necessari l'ús de múltiples substrats. En la disposició del circuit imprès, apareixen problemes de disseny imprevistos com ara soroll, capacitat periòdica, diafonia, etc. Per tant, el disseny de la placa de circuit imprès s'ha de centrar a minimitzar la longitud de les línies de senyal i evitar rutes paral·leles. Òbviament, a una cara, o fins i tot a doble cara, aquests requisits no es poden respondre satisfactòriament a causa del nombre limitat d'encreuaments que es poden aconseguir. En el cas d'un gran nombre de requisits d'interconnexió i encreuament, per tal d'aconseguir un rendiment satisfactori de la placa de circuit, és necessari ampliar la capa de la placa a més de dues capes, de manera que apareix una placa de circuit multicapa. Per tant, la intenció original de fabricar plaques de circuits multicapa és proporcionar més graus de llibertat a l'hora de seleccionar camins d'encaminament adequats per a circuits electrònics complexos i/o sensibles al soroll.
Les plaques de circuits PCB multicapa tenen almenys tres capes conductores, dues de les quals es troben a la superfície exterior, i la capa restant es sintetitza a la placa aïllant. La connexió elèctrica entre ells s'aconsegueix normalment mitjançant forats passants xapats a la secció transversal de la placa de circuit. Llevat que s'especifiqui el contrari, les plaques de circuits impresos multicapa, com les plaques de doble cara, generalment estan xapades a través de plaques de forats. Els multisubstrats es fabriquen apilant dues o més capes de circuits una sobre l'altra amb interconnexions preestablertes fiables entre elles. Com que la perforació i la galvanoplastia es fan abans de laminar totes les capes juntes, aquesta tècnica desafia els processos de fabricació tradicionals des del principi. Les dues capes més interiors consisteixen en panells tradicionals de doble cara, mentre que les capes exteriors estan construïdes amb panells individuals d'una sola cara. Abans de la laminació, el substrat interior es perforarà, es xaparà a través de forats, es modelarà, es desenvoluparà i es gravarà. La capa exterior que es perfora és la capa de senyal, que està revestida de tal manera que es forma un anell equilibrat de coure a la vora interior de la via. A continuació, les capes es laminen juntes per formar un substrat múltiple que es pot interconnectar (component a component) mitjançant soldadura per ona. El rodatge es pot fer en una premsa hidràulica o en una cambra de sobrepressió (autoclau). En una premsa hidràulica, el material preparat (per a l'apilament a pressió) es col·loca sota pressió freda o preescalfada (material d'alta temperatura de transició vítrea a una temperatura de 170-180 grau). La temperatura de transició vítrea és la temperatura a la qual la regió amorfa d'un polímer amorf (resina) o d'un polímer parcialment cristal·lí canvia d'un estat dur i més aviat trencadís a un estat viscós i de goma. Els multisubstrats s'utilitzen en equips electrònics especialitzats (ordinadors, equipament militar), especialment en cas de sobrecàrrega de pes i volum. Tanmateix, això només pot ser un augment del cost de múltiples substrats a canvi d'un augment d'espai i una reducció de pes. En circuits d'alta velocitat, diversos substrats també són molt útils, poden proporcionar al dissenyador de la placa de circuit imprès més de dues capes de la superfície de la placa per encaminar els cables i proporcionar grans àrees de terra i potència.