Die Auswahl der PCB-Kerndicke wird zum Problem, wenn a Leiterplatte (PCB-)Hersteller erhält ein Angebot mit der Bitte um mehrschichtiges Design und die Materialanforderungen sind unvollständig oder gar nicht angegeben. Dies geschieht manchmal, weil die Kombination der verwendeten PCB-Kernmaterialien für die Leistung nicht wichtig ist; Wenn die Anforderungen an die Gesamtdicke erfüllt sind, interessiert sich der Endverbraucher möglicherweise nicht für die Dicke oder den Typ jeder Schicht.

Zu anderen Zeiten ist die Leistung jedoch wichtiger und die Dicke muss für eine optimale Leistung genau kontrolliert werden. Wenn der PCB-Designer alle Anforderungen in der Dokumentation klar kommuniziert, kennt der Hersteller die Anforderungen und legt die Materialien entsprechend fest.

Probleme, die PCB-Designer berücksichtigen müssen

Es hilft Designern, die verfügbaren und häufig verwendeten Materialien zu verstehen, damit sie geeignete Designregeln anwenden können, um PCBS schnell und korrekt zu bauen. Im Folgenden wird kurz beschrieben, welche Materialtypen die Hersteller bevorzugt verwenden und was sie möglicherweise benötigen, um die Arbeit schnell zu rotieren, ohne Ihr Projekt zu verzögern.

Verstehen Sie die Kosten und den Lagerbestand von PCB-Laminat

Es ist wichtig zu verstehen, dass PCB-Laminatmaterialien in einem „System“ verkauft werden und funktionieren und dass das Kernmaterial und das Prepreg, das vom Hersteller zur sofortigen Verwendung zurückbehalten wird, normalerweise aus demselben System stammen. Mit anderen Worten, die konstituierenden Elemente sind alle Teile eines bestimmten Produkts, jedoch mit einigen Variationen wie Dicke, Kupfergewicht und Prepreg-Stil. Neben der Vertrautheit und Wiederholbarkeit gibt es noch weitere Gründe, eine begrenzte Anzahl von Laminattypen auf Lager zu haben.

Prepreg- und Innenkernsysteme sind so formuliert, dass sie zusammenwirken, funktionieren jedoch möglicherweise nicht richtig, wenn sie in Kombination mit anderen Produkten verwendet werden. Das Kernmaterial Isola 370HR wird beispielsweise nicht im gleichen Stapel wie das Prepreg Nelco 4000-13 verwendet. Es ist möglich, dass sie in einigen Situationen zusammenarbeiten, aber wahrscheinlicher sind sie es nicht. Hybride Systeme betreten Neuland, wo das Verhalten von Materialien (bekannt als homogene Systeme) nicht mehr selbstverständlich ist. Unachtsames oder unwissentliches Mischen und Abgleichen von Materialtypen kann zu schwerwiegenden Fehlern führen, daher wird kein Hersteller mischen und abgleichen, es sei denn, der Typ ist nachweislich für „gemischte“ Stapelung geeignet.

Ein weiterer Grund für einen engen Materialbestand sind die hohen Kosten für die UL-Zertifizierung. Daher ist es in der Leiterplattenindustrie üblich, die Anzahl der Zertifizierungen auf eine relativ kleine Auswahl an Materialien zu beschränken. Hersteller stimmen oft zu, Produkte auf Laminat ohne Standardlager herzustellen, beachten jedoch, dass sie keine UL-Zertifizierung durch QC-Dokumentation vorlegen können. Dies ist eine gute Wahl für Nicht-UL-Designs, wenn dies im Voraus bekannt gegeben und vereinbart wurde und der Hersteller mit den Verarbeitungsanforderungen des jeweiligen Kaschiersystems vertraut ist. Für UL-Arbeiten ist es am besten, den Herstellerbestand Ihrer Wahl herauszufinden und Platinen entsprechend zu entwerfen.

Ipc-4101d und Folienkonstruktion

Jetzt, da diese Fakten offen sind, gibt es zwei weitere Dinge, die Sie wissen sollten, bevor Sie ins Design einsteigen. Erstens ist es am besten, Laminate nach der Industriespezifikation IPC-4101D zu spezifizieren und nicht bestimmte Produkte zu benennen, die nicht jeder auf Lager hat.

Zweitens ist es am einfachsten, mehrere Schichten in der „Folien“-Bauweise zu konstruieren. Folienkonstruktion bedeutet, dass die obere und untere Lage (außen) aus einem einzigen Stück Kupferfolie hergestellt und mit den restlichen Lagen mit Prepreg laminiert werden. Obwohl es intuitiv erscheinen mag, eine 8-Lagen-Leiterplatte mit vier doppelseitigen Kernen zu bauen, ist es vorzuziehen, zuerst eine Folie extern und dann drei Kerne für L2-L3, L4-L5 und L6-L7 zu verwenden. Mit anderen Worten, planen Sie, einen mehrschichtigen Stapel so zu entwerfen, dass die Anzahl der Kerne wie folgt ist: (Gesamtanzahl der Schichten minus 2) geteilt durch 2. Als nächstes ist es nützlich, etwas über die Kerneigenschaften zu wissen. Sich.

Der Kern wird in einem vollständig ausgehärteten FR4-STÜCK mit beidseitiger Kupferbeschichtung geliefert. Kerne haben einen großen Dickenbereich, und häufiger verwendete Größen werden normalerweise in größeren Lagern gelagert. Dies sind die Dicken, die Sie beachten sollten, insbesondere wenn Sie Produkte mit kurzer Lieferzeit bestellen müssen, damit Sie die Vorlaufzeit der Bestellung nicht damit verschwenden, auf nicht standardmäßige Materialien vom Händler zu warten.

Gemeinsame Eisenkern- und Kupferdicke

Die am häufigsten verwendeten Kerne zum Aufbau von 0.062 Zoll dicken Multilayern sind 0.005 Zoll, 0.008 Zoll, 0.014 Zoll, 0.021, 0.028 Zoll und 0.039 Zoll. Ein Lagerbestand von 0.047“ ist ebenfalls üblich, da er manchmal zum Bau von 2-Lagen-Platinen verwendet wird. Der andere Kern, der immer gespeichert wird, ist 0.059 Zoll, da er verwendet wird, um zweilagige Platten mit einer Dicke von 2 Zoll herzustellen. Er kann jedoch nur für dickere Mehrschichtplatten verwendet werden, z. Für diese Position beschränken wir den Anwendungsbereich auf ein Kerndesign mit einer endgültigen Nenndicke von 0.062 Zoll.

Die Kupferdicken reichen von einer halben Unze bis zu drei bis vier Unzen, abhängig vom Produktmix des jeweiligen Herstellers, aber die meisten Bestände können zwei Unzen oder weniger betragen. Denken Sie daran und denken Sie daran, dass fast alle Aktien auf beiden Seiten des Kerns das gleiche Kupfergewicht verwenden. Versuchen Sie, PCB-Designanforderungen zu vermeiden, die auf jeder Seite unterschiedliches Kupfer erfordern, da dies oft einen Sonderkauf erfordert und eine Eilgebühr (Eillieferung) erfordern kann, die manchmal nicht einmal die Mindestbestellmenge des Händlers erfüllt.

Wenn Sie beispielsweise 1 Unze Kupfer in einem Flugzeug verwenden möchten und planen, ein H oz Signal zu verwenden, ziehen Sie in Betracht, das Flugzeug in H oz zu machen oder das Signal auf 1 Unze zu erhöhen, damit der Kern beide Seiten wie Kupfer mit Gewicht verwendet. Natürlich können Sie dies nur tun, wenn Sie noch die elektrischen Anforderungen des Designs erfüllen und über genügend XY-Bereiche verfügen, um erweiterte Leiterbahn-/Abstandsdesignregeln zu berücksichtigen, um das Minimum von 1 oz auf der Signalschicht zu erfüllen. Wenn Sie diese Bedingungen erfüllen, verwenden Sie es am besten wie ein Kupfergewicht. Andernfalls müssen Sie möglicherweise ein paar zusätzliche Tage Vorlaufzeit einplanen.

Unter der Annahme, dass Sie die geeignete Kerndicke und das verfügbare Kupfergewicht ausgewählt haben, werden verschiedene Kombinationen von Prepreg-Blechen verwendet, um die verbleibenden dielektrischen Stellen festzulegen, bis die erforderliche Gesamtdicke erreicht ist. Bei Designs, die keine Impedanzkontrolle erfordern, können Sie die Prepreg-Option dem Hersteller überlassen. Sie werden ihre bevorzugte „Standard“-Version verwenden. Wenn Sie jedoch Impedanzanforderungen haben, geben Sie diese Anforderungen in der Dokumentation an, damit der Hersteller die Prepreg-Menge zwischen den Kernen anpassen kann, um die angegebenen Werte zu erfüllen.

Impedanzregelung

Unabhängig davon, ob eine Impedanzkontrolle erforderlich ist oder nicht, wird nicht empfohlen, den Typ und die Dicke des Prepregs für jede Position zu dokumentieren, es sei denn, Sie beherrschen diese Vorgehensweise.Oftmals müssen solche detaillierten Stacks schließlich angepasst werden, sodass sie zu Verzögerungen führen können. Stattdessen kann Ihr Stapeldiagramm die Kerndicke des inneren Schichtpaars anzeigen und die „Prepreg-Position basierend auf Impedanz- und Gesamtdickenanforderungen erforderlich“ angeben. Dies ermöglicht es Herstellern, ideale Laminierungen zu erstellen, die Ihrem Design entsprechen.

Das Profil

Ein idealer Stapel von Kernen basierend auf dem vorhandenen Lagerbestand ist entscheidend, um unnötige Verzögerungen bei der Bestellung von schnellen Turns mit engen Zeitplänen zu vermeiden. Die meisten PCB-Hersteller verwenden ähnliche Multilayer-Strukturen, die auf demselben Kernel basieren wie ihre Konkurrenten. Sofern die Leiterplatte nicht hochgradig angepasst ist, gibt es keine Magie oder geheime Konstruktion. Daher lohnt es sich, sich mit dem bevorzugten Material für eine bestimmte Schicht vertraut zu machen und alle Anstrengungen zu unternehmen, um eine darauf abgestimmte Leiterplatte zu entwerfen. Es wird immer Ausnahmen für spezielle Designanforderungen geben, aber im Allgemeinen sind Standardmaterialien die beste Wahl.