Výběr tloušťky jádra desky plošných spojů se stává problémem, když a plošných spojů (PCB) výrobce obdrží nabídku požadující vícevrstvý design a materiálové požadavky jsou neúplné nebo nejsou uvedeny vůbec. Někdy se to stane, protože kombinace použitých základních materiálů PCB není pro výkon důležitá; If the overall thickness requirement is met, the end user may not care about the thickness or type of each layer.

Jindy je ale výkon důležitější a tloušťku je třeba pro optimální výkon přísně kontrolovat. 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.

Problémy, které musí návrháři desek plošných spojů zvážit

Pomáhá návrhářům porozumět dostupným a běžně používaným materiálům, aby mohli použít vhodná pravidla návrhu k rychlému a správnému vytváření PCBS. Následuje stručný popis toho, jaké typy materiálů výrobci upřednostňují používat a co mohou potřebovat k rychlému střídání práce bez zpoždění vašeho projektu.

Pochopte náklady a zásoby laminátu PCB

Je důležité si uvědomit, že laminátové desky s plošnými spoji se prodávají a pracují v „systému“ a že materiál jádra a předimpregnovaný materiál uchovávaný výrobcem k okamžitému použití obvykle pocházejí ze stejného systému. 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. Kromě znalosti a opakovatelnosti existují další důvody pro skladování omezeného počtu typů laminátů.

Systémy Prepreg a vnitřní jádra jsou formulovány tak, aby spolupracovaly, ale nemusí fungovat správně, pokud jsou použity v kombinaci s jinými produkty. Například materiál jádra Isola 370HR nebude použit ve stejném zásobníku jako prepreg Nelco 4000-13. It’s possible they’ll work together in some situations, but more likely they won’t. Hybridní systémy vás zavedou na nezmapovaná území, kde chování materiálů (dobře známé při použití jako homogenní systémy) již nelze považovat za samozřejmost. 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.

Dalším důvodem, proč udržovat úzký inventář materiálů, jsou vysoké náklady na certifikaci UL, takže v průmyslu PCB je běžné omezit počet certifikací na relativně malý výběr materiálů. Manufacturers will often agree to make products on laminate without standard stock, but be aware that they cannot provide UL certification through QC documentation. Toto je dobrá volba pro konstrukce jiné než UL, pokud je zveřejněna a odsouhlasena předem a výrobce je obeznámen s požadavky na zpracování příslušného laminovacího systému. 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

Nyní, když jsou tato fakta otevřená, je třeba před skokem do designu vědět ještě dvě věci. Nejprve je nejlepší specifikovat lamináty podle oborové specifikace IPC-4101D a nejmenovat konkrétní produkty, které ne každý může skladovat.

Secondly, it is easiest to construct multiple layers using the “foil” construction method. Konstrukce fólie znamená, že horní a spodní vrstva (vnější) jsou vyrobeny z jednoho kusu měděné fólie a laminovány na zbývající vrstvy prepregem. I když se může zdát intuitivní stavět 8vrstvou desku plošných spojů se čtyřmi oboustrannými jádry, je vhodnější použít nejprve externě fólii a poté tři jádra pro L2-L3, L4-L5 a L6-L7. Jinými slovy, plánujte navrhnout vícevrstvý stoh tak, aby byl počet jader následující: (celkový počet vrstev mínus 2) děleno 2. Dále je užitečné vědět něco o základních vlastnostech. Oni sami.

Jádro je dodáváno v plně vytvrzeném PIECE FR4 s oboustranným pokovením. Jádra mají široký rozsah tloušťek a běžně používané velikosti jsou obvykle skladovány ve větších zásobách. Toto jsou tloušťky, které je třeba mít na paměti, zvláště když potřebujete objednat produkty s rychlým obratem, abyste neztráceli dodací lhůtu objednávky čekáním na dodání nestandardních materiálů od distributora.

Společné železné jádro a tloušťka mědi

Nejčastěji používaná jádra pro konstrukci 0.062 “silných vícevrstev jsou 0.005“, 0.008 “, 0.014“, 0.021, 0.028 “a 0.039“. Zásoba 0.047 “je také běžná, protože se někdy používá ke stavbě 2vrstvých desek. Další jádro, které bude vždy uloženo, je 0.059 palce, protože se používá k výrobě dvouvrstvých desek o tloušťce 2 palce. Lze je však použít pouze pro silnější multiplikáty, například 0.062 palce. Pro tuto pozici omezujeme rozsah na konstrukci jádra s konečnou nominální tloušťkou 0.062 palce.

Tloušťky mědi se pohybují od půl unce do tří až čtyř uncí, v závislosti na mixu produktů konkrétního výrobce, ale většina akcií může být ve dvou uncích nebo méně. Mějte to na paměti a pamatujte, že téměř všechny akcie budou používat stejnou hmotnost mědi na obou stranách jádra. Pokuste se vyhnout požadavkům na návrh desek plošných spojů, které vyžadují na každé straně jinou měď, protože často to vyžaduje speciální nákup a může vyžadovat spěch (spěšné dodání), někdy dokonce ani nesplnění minimální objednávky distributora.

Pokud například chcete v letadle použít 1 oz mědi a plánujete použít signál H oz, zvažte výrobu letounu v H oz nebo zvýšení signálu na 1 oz, aby jádro používalo obě strany jako měď s hmotností. Samozřejmě to můžete udělat pouze tehdy, pokud stále splňujete elektrické požadavky návrhu a máte dostatek oblastí XY, které vyhovují rozšířeným pravidlům návrhu trasování/prostoru a splňují minimum 1 oz na signálové vrstvě. Pokud můžete splnit tyto podmínky, je nejlepší jej použít jako měděné závaží. V opačném případě možná budete muset zvážit několik dní dodací lhůty navíc.

Za předpokladu, že jste vybrali příslušnou tloušťku jádra a dostupnou hmotnost mědi, jsou k určení zbývajících dielektrických míst použity různé kombinace desek z prepregu, dokud není splněna celková požadovaná tloušťka. U návrhů, které nevyžadují řízení impedance, můžete možnost prepreg nechat na výrobci. Budou používat preferovanou „standardní“ verzi. Na druhou stranu, pokud máte požadavky na impedanci, uveďte tyto požadavky v dokumentaci, aby výrobce mohl upravit množství prepregu mezi jádry, aby splňovalo stanovené hodnoty.

Řízení impedance

Bez ohledu na to, zda je vyžadováno řízení impedance, není doporučeno pokoušet se dokumentovat typ a tloušťku prepregu pro každé místo, pokud nejste v této praxi zdatní.Často je třeba takové podrobné hromádky upravit, aby mohly způsobit zpoždění. Místo toho může váš diagram zásobníku zobrazovat tloušťku jádra páru vnitřní vrstvy a indikovat „požadovanou polohu prepregu na základě požadavků na impedanci a celkovou tloušťku“. This allows manufacturers to create ideal laminations to match your design.

Profil

Ideální stoh jader založený na stávajících zásobách je zásadní pro zamezení zbytečných zdržení při objednávání rychlých zatáček s těsnými časovými osami. Většina výrobců desek plošných spojů používá podobné vícevrstvé struktury založené na stejném jádře jako jejich konkurenti. Pokud není PCB vysoce přizpůsobený, neexistuje žádná magie ani tajná konstrukce. Proto stojí za to seznámit se s preferovaným materiálem pro konkrétní vrstvu a vynaložit veškeré úsilí na návrh desky plošných spojů, aby jí odpovídala. Vždy budou existovat výjimky pro konkrétní požadavky na design, ale obecně jsou nejlepší volbou standardní materiály.