La selecció del gruix del nucli de PCB es converteix en un problema quan placa de circuit imprès El fabricant (PCB) rep un pressupost sol·licitant un disseny multicapa i els requisits de material són incomplets o no s’indiquen en absolut. De vegades això passa perquè la combinació de materials bàsics de PCB utilitzats no és important per al rendiment; If the overall thickness requirement is met, the end user may not care about the thickness or type of each layer.

Però en altres ocasions, el rendiment és més important i s’ha de controlar el gruix per obtenir un rendiment òptim. If the PCB designer clearly communicates all requirements in the documentation, then the manufacturer will know what the requirements are and will set the materials accordingly.

Problemes que han de tenir en compte els dissenyadors de PCB

Ajuda els dissenyadors a entendre els materials disponibles i d’ús habitual, de manera que poden utilitzar regles de disseny adequades per construir PCBS de forma ràpida i correcta. El que segueix és una breu descripció dels tipus de materials que prefereixen utilitzar els fabricants i de què poden necessitar per fer girar el treball ràpidament sense endarrerir el projecte.

Comprendre el cost i l’inventari dels laminats de PCB

És important entendre que els materials laminats de PCB es venen i funcionen en un “sistema” i que el material bàsic i el preimpregnat retinguts pel fabricant per al seu ús immediat solen ser del mateix sistema. In other words, the constituent elements are all parts of a particular product, but with some variations, such as thickness, copper weight and prepreg style. A més de familiaritat i repetibilitat, hi ha altres motius per estocar un nombre limitat de tipus de laminats.

Els sistemes Prepreg i el nucli intern es formulen per treballar junts, però és possible que no funcionin correctament si s’utilitzen en combinació amb altres productes. For example, the Isola 370HR core material will not be used in the same stack as the Nelco 4000-13 prepreg. It’s possible they’ll work together in some situations, but more likely they won’t. Els sistemes híbrids us porten a un territori desconegut, on el comportament dels materials (ben conegut quan s’utilitza com a sistemes homogenis) ja no es pot donar per fet. Careless or unwitting mixing and matching of material types can lead to serious failures, so no manufacturer will mix and match unless the type is proven to be suitable for “mixed” stacking.

Una altra raó per mantenir un inventari de materials reduït és l’elevat cost de la certificació UL, per la qual cosa és habitual en la indústria del PCB limitar el nombre de certificacions a una selecció de materials relativament petita. Manufacturers will often agree to make products on laminate without standard stock, but be aware that they cannot provide UL certification through QC documentation. Aquesta és una bona opció per a dissenys que no són UL si es divulga i s’acorda per endavant i el fabricant coneix els requisits de processament del sistema de laminació en qüestió. For UL work, it is best to find out the manufacturer inventory of your choice and design boards to match it.

Ipc-4101d and foil construction

Ara que aquests fets estan al descobert, hi ha dues coses més que cal saber abans de passar al disseny. En primer lloc, és millor especificar laminats segons les especificacions de la indústria IPC-4101D i no citar productes específics que no tothom pot emmagatzemar.

Secondly, it is easiest to construct multiple layers using the “foil” construction method. Foil construction means that the top and bottom layers (outer) are made from a single piece of copper foil and laminated to the remaining layers with prepreg. Tot i que pot semblar intuïtiu construir un PCB de 8 capes amb quatre nuclis de doble cara, és preferible utilitzar primer paper externament i després tres nuclis per a L2-L3, L4-L5 i L6-L7. En altres paraules, planeja dissenyar una pila de múltiples capes de manera que el nombre de nuclis sigui el següent: (nombre total de capes menys 2) dividit per 2. A continuació, és útil saber alguna cosa sobre les propietats bàsiques. Ells mateixos.

El nucli es subministra en una peça completament curada de FR4 amb coure xapat per les dues cares. Els nuclis tenen una àmplia gamma de gruixos i les mides més utilitzades solen emmagatzemar-se en existències més grans. Aquests són els gruixos que cal tenir en compte, sobretot quan heu de demanar productes de resposta ràpida perquè no perdeu el temps de lliurament de la comanda esperant que arribin materials no estàndard del distribuïdor.

Nucli de ferro comú i gruix de coure

Els nuclis més utilitzats per construir 0.062 “multicapes de gruix són 0.005”, 0.008 “, 0.014”, 0.021, 0.028 “i 0.039”. L’inventari de 0.047 “també és comú, ja que de vegades s’utilitza per construir taules de 2 capes. L’altre nucli que sempre s’emmagatzemarà és de 0.059 polzades, perquè s’utilitza per produir taules de 2 capes de 0.062 polzades gruixudes, però només es poden utilitzar per a taules de multiplicació més gruixudes, com ara 0.093 polzades. Per a aquesta posició, limitem l’abast a un disseny central amb un gruix nominal final de 0.062 polzades.

Els gruixos de coure oscil·len entre mitja unça i tres a quatre unces, depenent de la barreja de productes del fabricant en particular, però la majoria de les existències poden ser de dues unces o menys. Tingueu-ho en compte i recordeu que gairebé totes les existències utilitzaran el mateix pes de coure a banda i banda del nucli. Intenteu evitar els requisits de disseny de PCB que requereixen coure diferent per cada costat, ja que sovint requereix una compra especial i pot requerir una càrrega ràpida (lliurament ràpida), de vegades ni tan sols compleix amb la comanda mínima del distribuïdor.

Per exemple, si voleu utilitzar 1 oz de coure en un avió i teniu previst utilitzar H oz de senyal, penseu en fer l’avió en H oz o augmentar el senyal a 1 oz per fer que el nucli utilitzi els dos costats com el coure amb pes. Per descomptat, només podeu fer-ho si encara podeu complir els requisits elèctrics del disseny i tenir prou àrees XY per adaptar-vos a les regles de disseny de traces / espais ampliades per complir el mínim d’1 oz a la capa de senyal. Si podeu complir aquestes condicions, és millor utilitzar-lo com un pes de coure. En cas contrari, és possible que hàgiu de tenir en compte uns dies addicionals de temps de lliurament.

Suposant que heu seleccionat el gruix del nucli adequat i el pes del coure disponible, s’utilitzen diverses combinacions de fulls preimpregnats per establir les ubicacions dielèctriques restants fins que es compleixi el gruix total requerit. Per als dissenys que no requereixen control d’impedància, podeu deixar l’opció prepreg al fabricant. Utilitzaran la seva versió “estàndard” preferida. D’altra banda, si teniu requisits d’impedància, indiqueu aquests requisits a la documentació perquè el fabricant pugui ajustar la quantitat de preimpregnat entre els nuclis per complir els valors especificats.

Control de la impedància

Tant si es requereix un control d’impedància com si no, no es recomana que intenteu documentar el tipus i el gruix del prepreg per a cada ubicació, tret que sigueu competents en aquesta pràctica.Sovint, aquestes piles detallades finalment s’han d’ajustar, de manera que poden provocar retards. En lloc d’això, el diagrama de pila pot mostrar el gruix del nucli del parell de capes internes i indicar “la posició prèvia d’impregnació en funció dels requisits d’impedància i de gruix general”. This allows manufacturers to create ideal laminations to match your design.

El perfil

Una pila ideal de nuclis basada en existències existents és fonamental per evitar retards innecessaris quan s’ordenen girs ràpids amb terminis ajustats. La majoria dels fabricants de PCB utilitzen estructures multicapa similars basades en el mateix nucli que els seus competidors. Tret que el PCB estigui molt personalitzat, no hi ha cap construcció màgica ni secreta. Therefore, it is worth familiarizing yourself with the preferred material for a particular layer and making every effort to design a PCB to match it. Sempre hi haurà excepcions per a requisits de disseny específics, però, en general, els materials estàndard són la millor opció.