Mitmekihiline PCB on mitmekihiline marsruutimiskiht, mille kahe kihi vahel on dielektriline kiht, mida saab teha väga õhukeseks. Mitmekihilisel PCB-l on vähemalt kolm juhtivat kihti, millest kaks on välispinnal ja ülejäänud sünteesitakse isolatsiooniplaadiks. Elektriühendus nende vahel toimub tavaliselt trükkplaadi ristlõikes oleva kaetud läbiva ava kaudu. PCB määrab protsessi raskusastme ja töötlemishinna vastavalt juhtmepindade arvule. Tavalise PCB saab jagada ühe- ja kahepoolseks juhtmestikuks, mida tavaliselt tuntakse ühe- ja kahepoolsete juhtmestike nime all. Tooteruumi disainitegurite tõttu võivad tipptasemel elektroonikatooted lisaks pinnajuhtmetele katta ka mitmekihilise juhtmestiku. Tootmisprotsessis, pärast iga juhtmestiku kihi tegemist, saab seda optiliste seadmete abil positsioneerida. Ühtekuuluvus võimaldab ühele trükkplaadile katta mitu liinikihti. Mitmekihilist PCB-d võib nimetada mis tahes trükkplaadiks, mille kiht on suurem või võrdne 2-ga.

Mitmekihilisi PCB-sid saab kasutada kõrgsageduslike rakenduste jaoks, need ei ole vastuvõtlikud keskkonnamuutustele ja neil on stabiilsed dielektrilised omadused. Kõrgsagedusvahemikele sobivad mitmekihilised trükkplaadid sisaldavad vähemalt kahte trükkplaati, mille keskmistes kihtides on kihtidevahelised kleepuvad struktuurid. Vähemalt üks neist kahest trükkplaadist sisaldab: isoleerkilet, termoplastilist polüimiidi sisaldav liimikiht on paigutatud vähemalt ühele isoleerkile pinnale. Ja liimikihile pandud metallist joonkiht. Kihtidevaheline liimikomponent sisaldab termoplastilist polüimiidi.

Integraallülituste suurenenud pakendamistihedus toob kaasa ühenduste suure kontsentratsiooni, mis muudab vajalikuks mitme substraadi kasutamise. Trükiahela paigutuses on ette tulnud ettenägematuid konstruktsiooniprobleeme nagu müra, hajuv mahtuvus, ülekanne jne. Seetõttu tuleb trükkplaatide projekteerimisel keskenduda signaaliliinide pikkuse minimeerimisele ja paralleelsete marsruutide vältimisele. Ilmselgelt ei saa ühe paneeli või isegi kahe paneeli puhul neid nõudeid rahuldavalt täita, kuna saavutatav on piiratud arv ristteid. Rahuldava jõudluse saavutamiseks paljudes vastastikuse ühendamise ja ristumise nõuetes peab trükkplaat laiendama plaati rohkem kui kahekihiliseks, mille tulemuseks on mitmekihilise PCB tekkimine, nii et mitmekihilise PCB valmistamise algne eesmärk on pakuvad keerukate ja müratundlike elektrooniliste vooluahelate jaoks sobiva marsruutimistee valimisel suuremat vabadust.