Att välja PCB -kärntjocklek blir ett problem när a kretskort (PCB) -tillverkaren får en offert som begär en flerskiktsdesign och materialkrav är ofullständiga eller inte angivna alls. Ibland händer detta eftersom kombinationen av PCB -kärnmaterial som används inte är viktig för prestanda; If the overall thickness requirement is met, the end user may not care about the thickness or type of each layer.

Men vid andra tillfällen är prestandan viktigare och tjockleken måste kontrolleras noggrant för optimal prestanda. 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.

Frågor PCB -designers måste överväga

Det hjälper designers att förstå det tillgängliga materialet och vanligt förekommande, så att de kan använda lämpliga designregler för att bygga PCBS snabbt och korrekt. Det som följer är en kort beskrivning av vilka materialtyper tillverkare föredrar att använda och vad de kan behöva för att rotera arbetet snabbt utan att fördröja ditt projekt.

Förstå PCB -laminatkostnad och lager

Det är viktigt att förstå att PCB -laminatmaterial säljs och fungerar i ett ”system” och att kärnmaterialet och prepreg som lagras av tillverkaren för omedelbar användning vanligtvis är från samma system. 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. Förutom bekantskap och repeterbarhet finns det andra skäl att lagra ett begränsat antal laminattyper.

Prepreg och inre kärnsystem är utformade för att fungera tillsammans, men kanske inte fungerar korrekt när de används i kombination med andra produkter. Till exempel kommer Isola 370HR-kärnmaterialet inte att användas i samma stack som Nelco 4000-13 prepreg. It’s possible they’ll work together in some situations, but more likely they won’t. Hybridsystem tar dig till okänt territorium, där materialets beteende (välkänt när det används som homogena system) inte längre kan tas för givet. 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.

En annan anledning att hålla en smal materialinventering är den höga kostnaden för UL -certifiering, så det är vanligt inom PCB -industrin att begränsa antalet certifieringar till ett relativt litet urval av material. Manufacturers will often agree to make products on laminate without standard stock, but be aware that they cannot provide UL certification through QC documentation. Detta är ett bra val för icke-UL-konstruktioner om det avslöjas och avtalas i förväg och tillverkaren känner till bearbetningskraven för det aktuella lamineringssystemet. 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

Nu när dessa fakta är öppna är det två andra saker att veta innan du går in i design. För det första är det bäst att specificera laminat enligt branschspecifikation IPC-4101D och inte nämna specifika produkter som inte alla kan lagra.

Secondly, it is easiest to construct multiple layers using the “foil” construction method. Foliekonstruktion innebär att de övre och nedre skikten (yttre) är gjorda av en enda bit kopparfolie och lamineras till de återstående skikten med prepreg. Även om det kan verka intuitivt att bygga ett 8-lager PCB med fyra dubbelsidiga kärnor, är det att föredra att först använda folie externt och sedan tre kärnor för L2-L3, L4-L5 och L6-L7. Med andra ord, planera att designa en stapel med flera lager så att antalet kärnor är följande: (totalt antal lager minus 2) dividerat med 2. Därefter är det användbart att veta något om kärnegenskaper. Sig själva.

Kärnan levereras i ett helt härdat STycke av FR4 med kopparpläterad på båda sidor. Kärnor har ett brett spektrum av tjocklekar, och vanligare storlekar lagras vanligtvis i större lager. Det här är tjocklekarna att tänka på, särskilt när du behöver beställa snabba produkter så att du inte slösar bort beställningstiden i väntan på att icke-standardmaterial ska komma från distributören.

Vanlig järnkärna och koppartjocklek

Kärnorna som oftast används för att konstruera 0.062 ”tjocka flerlager är 0.005”, 0.008 ”, 0.014“, 0.021, 0.028 ”och 0.039“. Inventering på 0.047 “är också vanligt, eftersom det ibland används för att bygga tvåskiktsskivor. Den andra kärnan som alltid kommer att lagras är 0.059 tum, eftersom den används för att producera tvåskiktsbrädor som är 2 tum tjocka, men kan bara användas för tjockare multipliceringskort, till exempel 0.062 tum. För denna position begränsar vi omfattningen till en kärndesign med en slutlig nominell tjocklek på 0.062 tum.

Koppartjocklekar sträcker sig från ett halvt uns till tre till fyra uns, beroende på den specifika tillverkarens produktmix, men de flesta lager kan vara i två uns eller mindre. Tänk på detta och kom ihåg att nästan alla lager kommer att använda samma kopparvikt på båda sidor av kärnan. Försök att undvika PCB -designkrav som kräver olika koppar på varje sida, eftersom detta ofta kräver ett specialköp och kan kräva en snabb laddning (rusning), ibland inte ens uppfylla distributörens minsta beställning.

Om du till exempel vill använda 1oz koppar på ett flygplan och planerar att använda H oz signal, överväg att göra planet i H oz eller öka signalen till 1oz för att få kärnan att använda båda sidor som koppar med vikt. Naturligtvis kan du bara göra detta om du fortfarande kan uppfylla konstruktionens elektriska krav och ha tillräckligt med XY -områden för att rymma utvidgade spår-/rymddesignregler för att uppfylla minimum 1oz vid signalskiktet. Om du kan uppfylla dessa villkor är det bäst att använda det som en kopparvikt. Annars kan du behöva överväga några dagars ledtid.

Förutsatt att du har valt lämplig kärntjocklek och tillgänglig kopparvikt används olika kombinationer av prepreg -ark för att fastställa de återstående dielektriska platserna tills den totala tjockleken som krävs är uppnådd. För konstruktioner som inte kräver impedanskontroll kan du lämna prepreg -alternativet till tillverkaren. De kommer att använda sin föredragna “standard” -version. Å andra sidan, om du har impedanskrav, ange dessa krav i dokumentationen så att tillverkaren kan justera mängden prepreg mellan kärnorna för att uppfylla de angivna värdena.

Impedanskontroll

Oavsett om det krävs impedanskontroll eller inte, rekommenderas det inte att du försöker dokumentera typen och tjockleken på prepreg för varje plats om du inte är skicklig i denna praxis.Ofta måste sådana detaljerade staplar så småningom justeras, så att de kan orsaka förseningar. Istället kan ditt stapeldiagram visa kärntjockleken för det inre skiktparet och indikera “prepreg -position som krävs baserat på impedans och totala tjocklekskrav”. This allows manufacturers to create ideal laminations to match your design.

Profilen

En idealisk bunt kärnor baserad på befintligt lager är avgörande för att undvika onödiga förseningar vid beställning av snabba svängar med snäva tidslinjer. De flesta PCB -tillverkare använder liknande flerlagersstrukturer baserade på samma kärna som sina konkurrenter. Om inte kretskortet är mycket anpassat finns det ingen magi eller hemlig konstruktion. Därför är det värt att bekanta sig med det föredragna materialet för ett visst lager och göra allt för att designa ett kretskort som matchar det. Det kommer alltid att finnas undantag för specifika konstruktionskrav, men i allmänhet är standardmaterial det bästa valet.