PCBコアの厚さの選択は、 プリント回路基板 （PCB）メーカーは、多層設計を要求する見積もりを受け取り、材料要件が不完全であるか、まったく記載されていません。 使用されるPCBコア材料の組み合わせがパフォーマンスにとって重要でないために、これが発生することがあります。 If the overall thickness requirement is met, the end user may not care about the thickness or type of each layer.

ただし、パフォーマンスがより重要であり、最適なパフォーマンスを得るには厚さを厳密に制御する必要がある場合もあります。 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.

PCB設計者が考慮する必要のある問題

設計者が利用可能で一般的に使用されている材料を理解するのに役立つため、適切な設計ルールを使用してPCBSを迅速かつ正確に構築できます。 以下は、メーカーが使用することを好む材料タイプと、プロジェクトを遅らせることなく作業を迅速にローテーションするために必要なものについての簡単な説明です。

PCBラミネートのコストと在庫を理解する

PCBラミネート材料は「システム」で販売および機能し、製造業者がすぐに使用できるように保持しているコア材料とプリプレグは通常同じシステムのものであることを理解することが重要です。 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. 親しみやすさと再現性に加えて、限られた数のラミネートタイプをストックする理由は他にもあります。

プリプレグシステムとインナーコアシステムは連携して動作するように設計されていますが、他の製品と組み合わせて使用​​すると正しく動作しない場合があります。 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. ハイブリッドシステムは、未知の領域にあなたを連れて行きます。そこでは、材料の振る舞い（均質なシステムとして使用されるときによく知られています）はもはや当然のこととは見なされません。 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.

材料在庫を狭く保つもうXNUMXつの理由は、UL認証のコストが高いことです。そのため、PCB業界では、認証の数を比較的少数の材料に制限するのが一般的です。 Manufacturers will often agree to make products on laminate without standard stock, but be aware that they cannot provide UL certification through QC documentation. これは、事前に開示および合意されており、製造元が問題のラミネートシステムの処理要件に精通している場合、非UL設計に適しています。 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

これらの事実が明らかになった今、設計に飛び込む前に知っておくべき他のXNUMXつのことがあります。 まず、業界仕様IPC-4101Dに従ってラミネートを指定し、すべての人が在庫できるわけではない特定の製品を指定しないことをお勧めします。

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. 8つの両面コアを備えた2層PCBを構築するのは直感的に思えるかもしれませんが、最初に外部でフォイルを使用し、次にL3-L4、L5-L6、およびL7-LXNUMXにXNUMXつのコアを使用することをお勧めします。 つまり、コア数が次のようになるように多層スタックを設計することを計画します:(層の総数から2を引いたもの）を2で割った値。 次に、コアプロパティについて知っておくと便利です。 彼ら自身。

コアは、両面に銅メッキが施された完全に硬化したFR4のPIECEで供給されます。 コアにはさまざまな厚さがあり、より一般的に使用されるサイズは通常、より大きなストックに保管されます。 これらは、特に、標準外の材料が販売業者から到着するのを待つ注文のリードタイムを無駄にしないように、迅速な納期の製品を注文する必要がある場合に留意すべき厚さです。

一般的な鉄心と銅の厚さ

0.062インチの厚さの多層膜を構築するために最も一般的に使用されるコアは、0.005インチ、0.008インチ、0.014インチ、0.021、0.028インチ、および0.039インチです。 Inventory of 0.047 “is also common, as it is sometimes used to build 2-layer boards. 0.059インチの2プライボードの製造に使用されるため、常に保管されるもう0.062つのコアは0.093インチです。ただし、XNUMXインチなどのより厚いマルチボードにのみ使用できます。 この位置では、スコープを最終的な公称厚さが0.062インチのコア設計に制限します。

銅の厚さは、特定のメーカーの製品構成に応じて、XNUMXオンスからXNUMX〜XNUMXオンスの範囲ですが、ほとんどの在庫はXNUMXオンス以下にすることができます。 これを覚えておいて、ほとんどすべての株がコアの両側で同じ銅の重りを使用することを覚えておいてください。 両側に異なる銅を必要とするPCB設計要件を回避するようにしてください。これは、多くの場合、特別な購入が必要であり、ラッシュチャージ（ラッシュデリバリー）が必要な場合があり、場合によってはディストリビューターの最小注文を満たしていないこともあります。

たとえば、飛行機で1オンスの銅を使用し、Hオンスの信号を使用する場合は、飛行機をHオンスにするか、信号を1オンスに増やして、コアが重量のある銅のように両面を使用するようにすることを検討してください。 もちろん、これを行うことができるのは、デザインの電気的要件を満たし、信号層で最小1オンスを満たすために拡張されたトレース/スペースデザインルールに対応するのに十分なXY領域がある場合のみです。 これらの条件を満たすことができる場合は、銅の重りのように使用するのが最適です。 Otherwise, you may need to consider a few extra days of lead time.

適切なコアの厚さと利用可能な銅の重量を選択したと仮定すると、プリプレグシートのさまざまな組み合わせを使用して、必要な総厚が満たされるまで残りの誘電体の位置を確立します。 インピーダンス制御を必要としない設計の場合、プリプレグオプションをメーカーに任せることができます。 彼らは彼らの好みの「標準」バージョンを使用します。 一方、インピーダンス要件がある場合は、製造元が指定された値を満たすようにコア間のプリプレグの量を調整できるように、これらの要件をドキュメントに記載してください。

インピーダンス制御

インピーダンス制御が必要かどうかにかかわらず、この方法に習熟していない限り、各場所のプリプレグの種類と厚さを文書化することはお勧めしません。多くの場合、このような詳細なスタックは最終的に調整する必要があるため、遅延が発生する可能性があります。 代わりに、スタックダイアグラムは、内層ペアのコアの厚さを示し、「インピーダンスと全体的な厚さの要件に基づいて必要なプリプレグの位置」を示すことができます。 This allows manufacturers to create ideal laminations to match your design.

プロフィール

既存の在庫に基づくコアの理想的なスタックは、タイトなタイムラインでクイックターンを注文するときに不要な遅延を回避するために重要です。 ほとんどのPCBメーカーは、競合他社と同じカーネルに基づいた同様の多層構造を使用しています。 PCBが高度にカスタマイズされていない限り、魔法や秘密の構造はありません。 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. 特定の設計要件には常に例外がありますが、一般的には標準的な材料が最良の選択です。