PCB芯材如何选择?

选择 PCB 核心厚度成为一个问题,当 印刷电路板 (PCB) 制造商收到要求多层设计和材料要求不完整或根本没有说明的报价。 有时会发生这种情况,因为所使用的 PCB 核心材料的组合对性能并不重要; If the overall thickness requirement is met, the end user may not care about the thickness or type of each layer.

印刷电路板

但在其他时候,性能更为重要,需要严格控制厚度以获得最佳性能。 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设计人员需要考虑的问题

它可以帮助设计人员了解可用和常用的材料,因此他们可以使用适当的设计规则快速正确地构建 PCBS。 以下内容简要说明了制造商更喜欢使用哪些材料类型,以及他们可能需要哪些材料来快速轮换工作而不延迟您的项目。

了解PCB层压板成本和库存

重要的是要了解 PCB 层压材料在“系统”中销售和工作,并且制造商保留以供立即使用的核心材料和预浸料通常来自同一系统。 换句话说,组成元素是特定产品的所有部分,但有一些变化,例如厚度、铜重量和预浸料样式。 除了熟悉度和可重复性之外,还有其他原因需要储备有限数量的层压板类型。

预浸料和内核系统的配方可以协同工作,但与其他产品结合使用时可能无法正常工作。 例如,Isola 370HR 芯材不会与 Nelco 4000-13 预浸料用于同一叠层。 It’s possible they’ll work together in some situations, but more likely they won’t. 混合系统将您带入未知领域,在那里材料的行为(当用作同质系统时众所周知)不再是理所当然的。 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.

保持狭窄材料库存的另一个原因是 UL 认证成本高,因此 PCB 行业将认证数量限制在相对较少的材料选择范围内是很常见的。 Manufacturers will often agree to make products on laminate without standard stock, but be aware that they cannot provide UL certification through QC documentation. 如果事先披露并同意,并且制造商熟悉相关层压系统的处理要求,那么这对于非 UL 设计来说是一个不错的选择。 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

既然这些事实已经公开,那么在进入设计之前还有两件事需要了解。 首先,最好根据行业规范 IPC-4101D 指定层压板,而不是指定不是每个人都可以库存的特定产品。

Secondly, it is easiest to construct multiple layers using the “foil” construction method. 箔结构意味着顶层和底层(外层)由单片铜箔制成,并用预浸料层压到其余层。 虽然构建具有四个双面芯的 8 层 PCB 似乎很直观,但最好先在外部使用箔,然后为 L2-L3、L4-L5 和 L6-L7 使用三个芯。 换句话说,计划设计一个多层堆栈,使核心数如下:(总层数减 2)除以 2。 接下来,了解一些有关核心属性的信息很有用。 他们自己。

芯材采用完全固化的 FR4 PIECE,两侧镀铜。 芯材的厚度范围很广,更常用的尺寸通常存放在较大的库存中。 这些是要记住的厚度,尤其是当您需要订购快速周转产品时,这样您就不会浪费订单的交货时间,等待非标准材料从分销商处到达。

常用铁芯及铜厚

最常用于构建 0.062“厚多层的核心是 0.005”、0.008“、0.014”、0.021、0.028“和 0.039”。 库存 0.047” 也很常见,因为它有时用于构建 2 层板。 另一个始终存放的核心是 0.059 英寸,因为它用于生产 2 英寸厚的 0.062 层板,但只能用于更厚的多层板,例如 0.093 英寸。 对于这个位置,我们将范围限制为最终标称厚度为 0.062 英寸的磁芯设计。

铜的厚度从半盎司到三到四盎司不等,具体取决于特定制造商的产品组合,但大多数库存可能在两盎司或更少。 请记住这一点并记住,几乎所有股票都会在核心两侧使用相同的铜重量。 尽量避免每侧需要不同铜箔的 PCB 设计要求,因为这通常需要特殊购买,并且可能需要加急费(rush delivery),有时甚至达不到经销商的最低订购量。

例如,如果您想在飞机上使用 1oz 的铜并计划使用 1H oz 的信号,请考虑将飞机制作为 H oz 或将信号增加到 XNUMXoz 使核心像铜一样使用两面有重量。 当然,只有在您仍然可以满足设计的电气要求并且有足够的 XY 区域来容纳加宽的走线/空间设计规则以满足信号层的 1oz 最小值时,您才能这样做。 如果能满足这些条件,最好像铜锤一样使用。 否则,您可能需要考虑多几天的交货时间。

假设您已经选择了合适的核心厚度和可用的铜重量,预浸片的各种组合用于建立剩余的介电位置,直到满足所需的总厚度。 对于不需要阻抗控制的设计,您可以将预浸料选项留给制造商。 他们将使用他们喜欢的“标准”版本。 另一方面,如果您确实有阻抗要求,请在文档中说明这些要求,以便制造商可以调整磁芯之间的预浸料量以满足指定值。

阻抗控制

无论是否需要阻抗控制,除非您精通此实践,否则不建议您尝试记录每个位置的预浸料类型和厚度。通常,这些详细的堆栈最终需要进行调整,因此它们可能会导致延迟。 相反,您的堆叠图可以显示内层对的核心厚度,并指出“基于阻抗和整体厚度要求所需的预浸料位置”。 This allows manufacturers to create ideal laminations to match your design.

个人资料

基于现有库存的理想核心堆栈对于在时间紧迫的情况下订购快速周转时避免不必要的延迟至关重要。 大多数 PCB 制造商使用基于与其竞争对手相同的内核的类似多层结构。 除非PCB高度定制,否则没有神奇或秘密的构造。 因此,熟悉特定层的首选材料并尽一切努力设计与其匹配的 PCB 是值得的。 特定的设计要求总会有例外,但总的来说,标准材料是最好的选择。