A selección do grosor do núcleo do PCB convértese nun problema cando placa de circuíto impreso O fabricante (PCB) recibe unha cotización solicitando un deseño multicapa e os requisitos de material están incompletos ou non están estipulados. Ás veces isto ocorre porque a combinación de materiais básicos utilizados no PCB non é importante para o rendemento; If the overall thickness requirement is met, the end user may not care about the thickness or type of each layer.

Pero noutras ocasións, o rendemento é máis importante e hai que controlar o grosor para obter un rendemento óptimo. 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.

Problemas que os deseñadores de PCB deben ter en conta

Axuda aos deseñadores a comprender os materiais dispoñibles e usados ​​habitualmente, polo que poden usar regras de deseño adecuadas para construír PCBS de forma rápida e correcta. O que segue é unha breve descrición de que tipos de materiais prefiren empregar os fabricantes e de que poden necesitar para rotar o traballo rapidamente sen demorar o seu proxecto.

Comprende o custo e o inventario do laminado de PCB

É importante entender que os materiais laminados de PCB véndense e funcionan nun “sistema” e que o material básico e o preimpregado retidos polo fabricante para o seu uso inmediato adoitan ser do mesmo 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. Ademais da familiaridade e repetibilidade, hai outras razóns para almacenar un número limitado de tipos de laminados.

Os sistemas de prepregación e núcleo interno están formulados para traballar xuntos, pero é posible que non funcionen correctamente cando se usan en combinación con outros produtos. 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. Os sistemas híbridos lévano a un territorio non coñecido, onde o comportamento dos materiais (ben coñecido cando se usa como sistemas homoxéneos) xa non se pode dar por feito. 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.

Outro motivo para manter un inventario reducido de materiais é o alto custo da certificación UL, polo que é frecuente na industria de PCB limitar o número de certificacións a unha selección relativamente pequena de materiais. Manufacturers will often agree to make products on laminate without standard stock, but be aware that they cannot provide UL certification through QC documentation. Esta é unha boa opción para deseños que non sexan UL se se divulga e acorda con antelación e o fabricante está familiarizado cos requisitos de procesamento do sistema de laminación en cuestión. 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

Agora que estes feitos están ao descuberto, hai outras dúas cousas que saber antes de saltar ao deseño. En primeiro lugar, o mellor é especificar laminados segundo a especificación da industria IPC-4101D e non nomear produtos específicos que non todos poden almacenar.

Secondly, it is easiest to construct multiple layers using the “foil” construction method. A construción de follas significa que as capas superior e inferior (exteriores) están feitas a partir dunha soa peza de folla de cobre e laminadas ás restantes capas con preimpregnado. Aínda que poida parecer intuitivo construír un PCB de 8 capas con catro núcleos de dobre cara, é preferible empregar primeiro papel externo e despois tres núcleos para L2-L3, L4-L5 e L6-L7. Noutras palabras, planifique deseñar unha pila de varias capas para que o número de núcleos sexa o seguinte: (número total de capas menos 2) dividido por 2. A continuación, é útil saber algo sobre as propiedades do núcleo. Se mesmos.

O núcleo fornécese nunha peza de FR4 completamente curada con cobre chapado nos dous lados. Os núcleos teñen unha ampla gama de espesores e os tamaños máis usados ​​adoitan almacenarse en stocks máis grandes. Estes son os espesores que hai que ter en conta, especialmente cando precisa pedir produtos de resposta rápida para non perder o tempo de entrega do pedido á espera de que cheguen materiais non estándar do distribuidor.

Núcleo común de ferro e espesor de cobre

Os núcleos máis empregados para construír 0.062 “multicapas grosas son 0.005”, 0.008 “, 0.014”, 0.021, 0.028 “e 0.039”. O inventario de 0.047 “tamén é común, xa que ás veces se usa para construír placas de 2 capas. O outro núcleo que sempre se gardará é de 0.059 polgadas, porque se usa para producir placas de 2 capas de 0.062 polgadas de espesor, pero só se pode usar para placas de multiplicación máis grosas, como 0.093 polgadas. Para esta posición, limitamos o alcance a un deseño central cun espesor nominal final de 0.062 polgadas.

Os espesores de cobre varían de media onza a tres a catro onzas, dependendo da mestura de produtos do fabricante en particular, pero a maioría das existencias poden estar en dúas onzas ou menos. Teña isto en conta e lembre que case todas as accións usarán o mesmo peso de cobre a ambos os dous lados do núcleo. Tente evitar os requisitos de deseño de PCB que requiran cobre diferente en cada lado, xa que moitas veces isto require unha compra especial e pode requirir unha carga rápida (entrega rápida), ás veces nin sequera cumprindo o pedido mínimo do distribuidor.

Por exemplo, se queres usar 1 oz de cobre nun avión e planeas usar H oz de sinal, considere facer o avión en H oz ou aumentar o sinal a 1 oz para facer que o núcleo use os dous lados como o cobre con peso. Por suposto, só podes facelo se aínda podes cumprir os requisitos eléctricos do deseño e ter suficientes áreas XY para acomodar regras de deseño de espazo / espazo ampliadas para cumprir o mínimo de 1 oz na capa de sinal. Se pode cumprir estas condicións, é mellor usalo como un peso de cobre. Se non, pode que teña que considerar algúns días adicionais de tempo de entrega.

Supoñendo que seleccionou o grosor do núcleo axeitado e o peso de cobre dispoñible, utilízanse varias combinacións de follas preimpregnadas para establecer as localizacións dieléctricas restantes ata que se cumpra o espesor total requirido. Para deseños que non requiran control de impedancia, pode deixar a opción prepreg ao fabricante. Usarán a súa versión “estándar” preferida. Por outra banda, se ten requisitos de impedancia, indique estes requisitos na documentación para que o fabricante poida axustar a cantidade de preimpregnado entre núcleos para cumprir os valores especificados.

Control da impedancia

Se é necesario ou non o control de impedancia, non se recomenda que intente documentar o tipo e o grosor do preimpregnado para cada localización a menos que sexa competente nesta práctica.Moitas veces, estas pilas detalladas eventualmente necesitan axustarse, polo que poden provocar atrasos. Pola contra, o seu diagrama de pila pode amosar o grosor do núcleo do par de capas interior e indicar “a posición de prepregación requirida en función dos requisitos de impedancia e espesor global”. This allows manufacturers to create ideal laminations to match your design.

O perfil

Unha pila ideal de núcleos baseada no stock existente é fundamental para evitar atrasos innecesarios ao ordenar xiros rápidos con prazos axustados. A maioría dos fabricantes de PCB usan estruturas multicapa similares baseadas no mesmo núcleo que os seus competidores. A non ser que o PCB estea moi personalizado, non hai construción máxica nin secreta. Polo tanto, paga a pena familiarizarse co material preferido para unha capa concreta e facer todo o posible para deseñar un PCB que o coincida. Sempre haberá excepcións para requisitos específicos de deseño, pero en xeral, os materiais estándar son a mellor opción.