La sélection de l’épaisseur du noyau du PCB devient un problème lorsqu’un circuit imprimé Le fabricant (PCB) reçoit un devis demandant une conception multicouche et les exigences en matière de matériaux sont incomplètes ou pas du tout indiquées. Parfois, cela se produit parce que la combinaison des matériaux de base utilisés pour les circuits imprimés n’est pas importante pour les performances ; Si l’exigence d’épaisseur globale est satisfaite, l’utilisateur final peut ne pas se soucier de l’épaisseur ou du type de chaque couche.

Mais à d’autres moments, les performances sont plus importantes et l’épaisseur doit être étroitement contrôlée pour des performances optimales. Si le concepteur de PCB communique clairement toutes les exigences dans la documentation, alors le fabricant saura quelles sont les exigences et définira les matériaux en conséquence.

Problèmes que les concepteurs de PCB doivent prendre en compte

Il aide les concepteurs à comprendre les matériaux disponibles et couramment utilisés, afin qu’ils puissent utiliser les règles de conception appropriées pour construire des PCBS rapidement et correctement. Ce qui suit est une brève description des types de matériaux que les fabricants préfèrent utiliser et de ce dont ils pourraient avoir besoin pour effectuer une rotation rapide du travail sans retarder votre projet.

Comprendre le coût et l’inventaire des stratifiés PCB

Il est important de comprendre que les matériaux stratifiés PCB sont vendus et fonctionnent dans un « système » et que le matériau de base et le préimprégné retenus par le fabricant pour une utilisation immédiate proviennent généralement du même système. En d’autres termes, les éléments constitutifs font tous partie d’un produit particulier, mais avec quelques variations, telles que l’épaisseur, le poids du cuivre et le style préimprégné. En plus de la familiarité et de la répétabilité, il existe d’autres raisons de stocker un nombre limité de types de stratifiés.

Les systèmes préimprégnés et à noyau interne sont formulés pour fonctionner ensemble, mais peuvent ne pas fonctionner correctement lorsqu’ils sont utilisés en combinaison avec d’autres produits. Par exemple, le matériau de noyau Isola 370HR ne sera pas utilisé dans la même pile que le préimprégné Nelco 4000-13. Il est possible qu’ils travaillent ensemble dans certaines situations, mais il est plus probable qu’ils ne le feront pas. Les systèmes hybrides vous emmènent en territoire inconnu, où le comportement des matériaux (bien connu lorsqu’ils sont utilisés comme systèmes homogènes) ne peut plus être tenu pour acquis. Le mélange et l’appariement négligents ou involontaires des types de matériaux peuvent entraîner de graves défaillances, de sorte qu’aucun fabricant ne mélangera et n’assortira que si le type est avéré adapté à un empilement « mixte ».

Une autre raison de conserver un inventaire de matériaux restreint est le coût élevé de la certification UL, il est donc courant dans l’industrie des PCB de limiter le nombre de certifications à une sélection relativement petite de matériaux. Les fabricants acceptent souvent de fabriquer des produits sur du stratifié sans stock standard, mais sachez qu’ils ne peuvent pas fournir la certification UL via la documentation QC. C’est un bon choix pour les conceptions non UL si cela est divulgué et convenu à l’avance et que le fabricant connaît les exigences de traitement du système de laminage en question. Pour les travaux UL, il est préférable de connaître l’inventaire du fabricant de votre choix et de concevoir des cartes qui lui correspondent.

Ipc-4101d et construction en feuille

Maintenant que ces faits sont connus, il y a deux autres choses à savoir avant de se lancer dans la conception. Premièrement, il est préférable de spécifier les stratifiés conformément à la spécification industrielle IPC-4101D et de ne pas nommer de produits spécifiques que tout le monde ne peut pas stocker.

Deuxièmement, il est plus facile de construire plusieurs couches en utilisant la méthode de construction « feuille ». La construction en feuille signifie que les couches supérieure et inférieure (extérieures) sont constituées d’un seul morceau de feuille de cuivre et laminées sur les couches restantes avec du préimprégné. Bien qu’il puisse sembler intuitif de construire un PCB à 8 couches avec quatre cœurs double face, il est préférable d’utiliser d’abord une feuille externe, puis trois cœurs pour L2-L3, L4-L5 et L6-L7. En d’autres termes, prévoyez de concevoir une pile multicouche de sorte que le nombre de cœurs soit le suivant :(nombre total de couches moins 2) divisé par 2. Ensuite, il est utile de savoir quelque chose sur les propriétés de base. Eux-mêmes.

Le noyau est fourni dans une PIÈCE entièrement durcie de FR4 avec du cuivre plaqué des deux côtés. Les noyaux ont une large gamme d’épaisseurs et les tailles les plus couramment utilisées sont généralement stockées dans des stocks plus importants. Ce sont les épaisseurs à garder à l’esprit, en particulier lorsque vous devez commander des produits dans des délais rapides afin de ne pas perdre le délai de la commande à attendre l’arrivée de matériaux non standard du distributeur.

Noyau de fer commun et épaisseur de cuivre

Les noyaux les plus couramment utilisés pour construire des multicouches épaisses de 0.062 ” sont 0.005 “, 0.008 “, 0.014 “, 0.021, 0.028 ” et 0.039 “. L’inventaire de 0.047 “est également courant, car il est parfois utilisé pour construire des panneaux à 2 couches. L’autre noyau qui sera toujours stocké est de 0.059 po, car il est utilisé pour produire des panneaux à 2 plis de 0.062 po d’épaisseur, mais ne peut être utilisé que pour des panneaux multicouches plus épais, tels que 0.093 po. Pour ce poste, nous limitons la portée à une conception de noyau avec une épaisseur nominale finale de 0.062 pouce.

Les épaisseurs de cuivre varient d’une demi-once à trois à quatre onces, selon la gamme de produits du fabricant, mais la plupart des stocks peuvent être de deux onces ou moins. Gardez cela à l’esprit et rappelez-vous que presque tous les stocks utiliseront le même poids de cuivre des deux côtés du noyau. Essayez d’éviter les exigences de conception de PCB qui nécessitent un cuivre différent de chaque côté, car cela nécessite souvent un achat spécial et peut nécessiter des frais urgents (livraison urgente), parfois même ne répondant pas à la commande minimale du distributeur.

Par exemple, si vous souhaitez utiliser 1 oz de cuivre dans un avion et prévoyez d’utiliser H oz de signal, envisagez de fabriquer l’avion en H oz ou d’augmenter le signal à 1 oz pour que le noyau utilise les deux côtés comme du cuivre avec un poids. Bien sûr, vous ne pouvez le faire que si vous pouvez toujours répondre aux exigences électriques de la conception et disposer de suffisamment de zones XY pour s’adapter aux règles de conception de trace/espace élargies afin de respecter le minimum de 1 oz au niveau de la couche de signal. Si vous pouvez remplir ces conditions, il est préférable de l’utiliser comme un poids en cuivre. Sinon, vous devrez peut-être envisager quelques jours supplémentaires de délai de livraison.

En supposant que vous ayez sélectionné l’épaisseur de noyau appropriée et le poids de cuivre disponible, diverses combinaisons de feuilles préimprégnées sont utilisées pour établir les emplacements diélectriques restants jusqu’à ce que l’épaisseur totale requise soit atteinte. Pour les conceptions qui ne nécessitent pas de contrôle d’impédance, vous pouvez laisser l’option préimprégné au fabricant. Ils utiliseront leur version « standard » préférée. D’un autre côté, si vous avez des exigences d’impédance, indiquez ces exigences dans la documentation afin que le fabricant puisse ajuster la quantité de préimprégné entre les noyaux pour répondre aux valeurs spécifiées.

Contrôle d’impédance

Que le contrôle de l’impédance soit requis ou non, il n’est pas recommandé d’essayer de documenter le type et l’épaisseur du préimprégné pour chaque emplacement, à moins que vous ne maîtrisiez cette pratique.Souvent, ces piles détaillées doivent éventuellement être ajustées, de sorte qu’elles peuvent entraîner des retards. Au lieu de cela, votre diagramme d’empilement peut montrer l’épaisseur du noyau de la paire de couches internes et indiquer « la position du préimprégné requise en fonction des exigences d’impédance et d’épaisseur globale ». Cela permet aux fabricants de créer des laminations idéales pour correspondre à votre conception.

Le profil

Une pile idéale de noyaux basée sur le stock existant est essentielle pour éviter les retards inutiles lors de la commande de tours rapides avec des délais serrés. La plupart des fabricants de PCB utilisent des structures multicouches similaires basées sur le même noyau que leurs concurrents. À moins que le PCB ne soit hautement personnalisé, il n’y a pas de construction magique ou secrète. Par conséquent, il vaut la peine de vous familiariser avec le matériau préféré pour une couche particulière et de faire tout votre possible pour concevoir un PCB qui lui correspond. Il y aura toujours des exceptions pour des exigences de conception spécifiques, mais en général, les matériaux standard sont le meilleur choix.