Voľba hrúbky jadra DPS sa stáva problémom, keď a vytlačená obvodová doska (PCB) výrobca dostane cenovú ponuku požadujúcu viacvrstvový dizajn a materiálové požiadavky sú neúplné alebo nie sú uvedené vôbec. Niekedy sa to stane, pretože kombinácia použitých jadrových materiálov DPS nie je dôležitá pre výkon; Ak je požiadavka na celkovú hrúbku splnená, konečnému používateľovi nemusí záležať na hrúbke alebo type každej vrstvy.

Inokedy je však výkon dôležitejší a hrúbku je potrebné prísne kontrolovať, aby sa dosiahol optimálny výkon. Ak projektant DPS jasne oznámi všetky požiadavky v dokumentácii, potom výrobca bude vedieť, aké sú požiadavky, a podľa toho stanoví materiály.

Problémy, ktoré musia návrhári PCB zvážiť

Pomáha návrhárom porozumieť dostupným a bežne používaným materiálom, aby mohli použiť vhodné pravidlá návrhu na rýchle a správne zostavenie PCBS. Nasleduje stručný opis toho, aké druhy materiálov výrobcovia najradšej používajú a čo môžu potrebovať na rýchle striedanie práce bez toho, aby to zdržalo váš projekt.

Pochopte náklady na laminát PCB a jeho zásoby

Je dôležité pochopiť, že laminátové materiály s plošnými spojmi sa predávajú a pracujú v „systéme“ a že materiál jadra a predimpregnovaný materiál, ktoré výrobca uchoval na okamžité použitie, pochádzajú spravidla z rovnakého systému. Inými slovami, základné prvky sú všetky časti konkrétneho výrobku, ale s určitými obmenami, ako napríklad hrúbka, hmotnosť medi a štýl predimpregnovaného laminátu. Okrem znalosti a opakovateľnosti existujú aj ďalšie dôvody na skladovanie obmedzeného počtu typov laminátov.

Prepreg a systémy vnútorného jadra sú navrhnuté tak, aby spolupracovali, ale nemusia fungovať správne, ak sa používajú v kombinácii s inými výrobkami. Napríklad materiál jadra Isola 370HR nebude použitý v rovnakom zväzku ako prepreg Nelco 4000-13. Je možné, že v niektorých situáciách budú spolupracovať, ale je pravdepodobnejšie, že nie. Hybridné systémy vás zavedú na nezmapované územie, kde správanie materiálov (dobre známe, keď sa používajú ako homogénne systémy) už nemožno považovať za samozrejmé. Neopatrné alebo nevedomé miešanie a spájanie typov materiálov môže viesť k vážnym poruchám, takže žiadny výrobca nebude miešať a spájať, pokiaľ sa nepreukáže, že typ je vhodný na „zmiešané“ stohovanie.

Ďalším dôvodom na udržanie úzkeho inventára materiálu sú vysoké náklady na certifikáciu UL, takže v priemysle PCB je bežné obmedziť počet certifikácií na relatívne malý výber materiálov. Výrobcovia často súhlasia s výrobou laminátu bez štandardného skladu, ale uvedomte si, že prostredníctvom dokumentácie QC nemôžu poskytnúť certifikáciu UL. Toto je dobrá voľba pre konštrukcie, ktoré nie sú UL, ak je to vopred zverejnené a odsúhlasené a výrobca je oboznámený s požiadavkami na spracovanie príslušného laminovacieho systému. Pre prácu UL je najlepšie zistiť inventár výrobcu podľa vášho výberu a navrhnúť dosky, ktoré by mu zodpovedali.

Ipc-4101d a fóliová konštrukcia

Teraz, keď sú tieto skutočnosti otvorené, existujú dve ďalšie veci, ktoré je potrebné vedieť, než sa pustíte do dizajnu. Po prvé, je najlepšie špecifikovať lamináty podľa priemyselnej špecifikácie IPC-4101D a nemenovať konkrétne výrobky, ktoré nie každý môže skladovať.

Za druhé, je najľahšie postaviť viac vrstiev pomocou metódy konštrukcie „z fólie“. Fóliová konštrukcia znamená, že vrchná a spodná vrstva (vonkajšia) sú vyrobené z jedného kusu medenej fólie a laminované na zvyšné vrstvy prepregom. Aj keď sa môže zdať intuitívne postaviť 8-vrstvovú DPS so štyrmi obojstrannými jadrami, je vhodnejšie použiť najskôr externe fóliu a potom tri jadrá pre L2-L3, L4-L5 a L6-L7. Inými slovami, plánujte navrhnúť viacvrstvový stoh tak, aby bol počet jadier nasledovný: (celkový počet vrstiev mínus 2) delené 2. Ďalej je užitočné vedieť niečo o základných vlastnostiach. Sami sebe.

Jadro je dodávané v plne vytvrdnutom KUSU FR4 s obojstranným pokovovaním. Jadrá majú široký rozsah hrúbok a bežnejšie používané veľkosti sú obvykle skladované vo väčších zásobách. Toto sú hrúbky, ktoré je potrebné mať na pamäti, najmä keď potrebujete objednať rýchloobrátkové produkty, aby ste nestrácali čas dodania objednávky čakaním na príchod neštandardných materiálov od distribútora.

Bežné železné jadro a hrúbka medi

Jadrá, ktoré sa najčastejšie používajú na konštrukciu 0.062 “hrubých viacvrstvových materiálov, sú 0.005”, 0.008 “, 0.014”, 0.021, 0.028 “a 0.039”. Zásoba 0.047 “je tiež bežná, pretože sa niekedy používa na stavbu dvojvrstvových dosiek. Druhé jadro, ktoré bude vždy uložené, je 0.059 palca, pretože sa používa na výrobu dvojvrstvových dosiek s hrúbkou 2 palca, ale dá sa použiť iba na hrubšie viacnásobné dosky, ako napríklad 0.062 palca. V tejto polohe obmedzujeme rozsah pôsobnosti na konštrukciu jadra s konečnou nominálnou hrúbkou 0.062 palca.

Hrúbky medi sa pohybujú od pol unce do troch až štyroch uncí, v závislosti od produktového mixu konkrétneho výrobcu, ale väčšina zásob môže byť v dvoch unciach alebo menej. Majte to na pamäti a nezabudnite, že takmer všetky akcie budú používať rovnakú hmotnosť medi na oboch stranách jadra. Pokúste sa vyhnúť požiadavkám na dizajn DPS, ktoré vyžadujú na každej strane inú meď, pretože často si to vyžaduje špeciálny nákup a môže to vyžadovať aj nápor (rýchle dodanie), niekedy dokonca ani nesplnenie minimálnej objednávky distribútora.

Napríklad, ak chcete v lietadle použiť 1 oz medi a plánujete použiť signál H oz, zvážte výrobu lietadla v H oz alebo zvýšenie signálu na 1 oz, aby jadro používalo obe strany ako meď s hmotnosťou. To samozrejme môžete urobiť iba vtedy, ak stále spĺňate elektrické požiadavky na dizajn a máte dostatok oblastí XY na prispôsobenie sa rozšíreným pravidlám návrhu stopy/priestoru na splnenie minima 1 oz na signálnej vrstve. Ak môžete splniť tieto podmienky, je najlepšie ho použiť ako medené závažie. V opačnom prípade budete musieť zvážiť niekoľko dní na dodanie.

Za predpokladu, že ste vybrali vhodnú hrúbku jadra a dostupnú hmotnosť medi, na stanovenie zostávajúcich dielektrických miest sa používajú rôzne kombinácie plechov z prepregu, kým nie je splnená celková požadovaná hrúbka. V prípade návrhov, ktoré nevyžadujú riadenie impedancie, môžete možnosť predregulácie nechať na výrobcovi. Budú používať svoju preferovanú „štandardnú“ verziu. Na druhej strane, ak máte požiadavky na impedanciu, uveďte tieto požiadavky v dokumentácii, aby výrobca mohol prispôsobiť množstvo predimpregnovaného jadra medzi jadrami tak, aby zodpovedalo stanoveným hodnotám.

Kontrola impedancie

Bez ohľadu na to, či je kontrola impedancie potrebná alebo nie, neodporúča sa pokúšať sa zdokumentovať typ a hrúbku predimpregnovaného laminátu pre každé miesto, pokiaľ nie ste v tejto praxi zruční.Také podrobné stohy je často často potrebné upraviť, aby mohli spôsobiť zdržanie. Váš diagram stohov môže namiesto toho zobrazovať hrúbku jadra páru vnútornej vrstvy a naznačovať „požadovanú polohu prepregu na základe požiadaviek na impedanciu a celkovú hrúbku“. To umožňuje výrobcom vytvárať ideálne laminácie, ktoré zodpovedajú vášmu návrhu.

Profil

Ideálny zväzok jadier na základe existujúcich zásob je rozhodujúci pre to, aby sa predišlo zbytočnému zdržaniu pri objednávaní rýchlych zákrut s tesnými časovými harmonogramami. Väčšina výrobcov PCB používa podobné viacvrstvové štruktúry založené na rovnakom jadre ako ich konkurenti. Pokiaľ nie je doska plošných spojov vysoko prispôsobená, neexistuje žiadna mágia alebo tajná konštrukcia. Preto stojí za to sa zoznámiť s preferovaným materiálom pre konkrétnu vrstvu a vynaložiť všetko úsilie na navrhnutie dosky plošných spojov, aby jej zodpovedala. Vždy budú existovať výnimky pre konkrétne požiadavky na dizajn, ale vo všeobecnosti sú najlepšou voľbou štandardné materiály.