PCB芯材如何選擇?

選擇 PCB 核心厚度成為一個問題,當 印刷電路板 (PCB) 製造商收到要求多層設計和材料要求不完整或根本沒有說明的報價。 有時會發生這種情況,因為所使用的 PCB 核心材料的組合對性能並不重要; If the overall thickness requirement is met, the end user may not care about the thickness or type of each layer.

印刷電路板

但在其他時候,性能更為重要,需要嚴格控制厚度以獲得最佳性能。 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設計人員需要考慮的問題

它幫助設計人員了解可用和常用的材料,因此他們可以使用適當的設計規則快速正確地構建 PCBS。 以下內容簡要說明了製造商更喜歡使用的材料類型,以及他們可能需要哪些材料來快速輪換工作而不延遲您的項目。

了解PCB層壓板成本和庫存

重要的是要了解 PCB 層壓材料是在“系統”中銷售和工作的,製造商保留以供立即使用的核心材料和預浸料通常來自同一系統。 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. 除了熟悉度和可重複性之外,還有其他原因需要儲備有限數量的層壓板類型。

預浸料和內核系統的配方可以協同工作,但與其他產品結合使用時可能無法正常工作。 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. 混合系統將您帶入未知領域,在那裡材料的行為(當用作同質系統時眾所周知)不再是理所當然的。 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.

保持狹窄材料庫存的另一個原因是 UL 認證成本高,因此 PCB 行業將認證數量限制在相對較少的材料選擇範圍內是很常見的。 Manufacturers will often agree to make products on laminate without standard stock, but be aware that they cannot provide UL certification through QC documentation. 如果事先披露並同意,並且製造商熟悉相關層壓系統的加工要求,那麼這對於非 UL 設計來說是一個不錯的選擇。 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

既然這些事實已經公開,那麼在進入設計之前還有兩件事需要了解。 首先,最好根據行業規範 IPC-4101D 指定層壓板,而不是指定不是每個人都可以庫存的特定產品。

Secondly, it is easiest to construct multiple layers using the “foil” construction method. 箔結構意味著頂層和底層(外層)由單片銅箔製成,並用預浸料層壓到其餘層。 雖然構建具有四個雙面芯的 8 層 PCB 似乎很直觀,但最好先在外部使用箔,然後為 L2-L3、L4-L5 和 L6-L7 使用三個芯。 換句話說,計劃設計一個多層堆棧,使核心數如下:(總層數減 2)除以 2。 接下來,了解一些有關核心屬性的信息很有用。 他們自己。

芯材採用完全固化的 FR4 PIECE,兩側鍍銅。 芯材的厚度範圍很廣,更常用的尺寸通常存放在較大的庫存中。 這些是需要牢記的厚度,特別是當您需要訂購快速周轉產品時,這樣您就不會浪費訂單的交貨時間,等待非標準材料從分銷商處到達。

常用鐵芯及銅厚

最常用於構建 0.062“厚多層的核心是 0.005”、0.008“、0.014”、0.021、0.028“和 0.039”。 庫存 0.047” 也很常見,因為它有時用於構建 2 層板。 將始終存儲的另一個核心是 0.059 英寸,因為它用於生產 2 英寸厚的 0.062 層板,但只能用於更厚的多層板,例如 0.093 英寸。 對於這個位置,我們將範圍限制為最終標稱厚度為 0.062 英寸的磁芯設計。

銅的厚度從半盎司到三到四盎司不等,具體取決於特定製造商的產品組合,但大多數庫存可能在兩盎司或更少。 請記住這一點並記住,幾乎所有股票都會在核心兩側使用相同的銅重量。 盡量避免每側需要不同銅箔的 PCB 設計要求,因為這通常需要特殊購買,並且可能需要加急收費(rush delivery),有時甚至無法滿足分銷商的最低訂單要求。

例如,如果您想在飛機上使用 1oz 的銅併計劃使用 1H oz 的信號,請考慮將飛機製作為 H oz 或將信號增加到 XNUMXoz 使核心像銅一樣使用兩面有重量。 當然,只有在您仍然可以滿足設計的電氣要求並且有足夠的 XY 區域來容納加寬的走線/空間設計規則以滿足信號層的 1oz 最小值時,您才能這樣做。 如果能滿足這些條件,最好像銅錘一樣使用。 否則,您可能需要考慮多幾天的交貨時間。

假設您已經選擇了合適的核心厚度和可用的銅重量,預浸片的各種組合用於建立剩餘的介電位置,直到滿足所需的總厚度。 對於不需要阻抗控制的設計,您可以將預浸料選項留給製造商。 他們將使用他們喜歡的“標準”版本。 另一方面,如果您確實有阻抗要求,請在文檔中說明這些要求,以便製造商可以調整磁芯之間的預浸料量以滿足指定值。

阻抗控制

無論是否需要阻抗控制,除非您精通此實踐,否則不建議您嘗試記錄每個位置的預浸料類型和厚度。通常,這些詳細的堆棧最終需要進行調整,因此它們可能會導致延遲。 相反,您的堆疊圖可以顯示內層對的核心厚度,並指出“基於阻抗和整體厚度要求所需的預浸料位置”。 This allows manufacturers to create ideal laminations to match your design.

個人資料

基於現有庫存的理想核心堆棧對於在時間緊迫的情況下訂購快速周轉時避免不必要的延遲至關重要。 大多數 PCB 製造商使用基於與其競爭對手相同的內核的類似多層結構。 除非PCB高度定制,否則沒有神奇或秘密的構造。 因此,熟悉特定層的首選材料並儘一切努力設計與其匹配的 PCB 是值得的。 特定的設計要求總會有例外,但總的來說,標準材料是最好的選擇。