Technologie PCB - Comment choisir un matériau de base PCB

Le choix de l'épaisseur du noyau de PCB devient problématique lorsque les fabricants de circuits imprimés (PCB) reçoivent des offres pour des conceptions multicouches et que les exigences matérielles sont incomplètes ou ne sont pas du tout énoncées. Cela se produit parfois parce que la combinaison des matériaux de base de PCB utilisés n'est pas importante pour la performance; Si l'exigence globale d'épaisseur est satisfaite, l'utilisateur final peut ne pas se soucier de l'épaisseur ou du type de chaque couche.

Mais à d'autres moments, la performance est plus importante et nécessite un contrôle strict de l'épaisseur pour que la feuille fonctionne au mieux. Si le concepteur de PCB communique clairement toutes les exigences du document, le fabricant les comprendra et fixera les matériaux en conséquence.

Questions à considérer pour les concepteurs de PCB

Il aide les concepteurs à comprendre ce qui est disponible et ce qui est couramment utilisé afin qu'ils puissent utiliser les règles de conception appropriées pour construire des PCB rapidement et correctement. Vous trouverez ci - dessous une brève description des types de matériaux que les fabricants préfèrent utiliser et des matériaux dont ils peuvent avoir besoin pour effectuer une rotation rapide du travail sans retarder le projet.

Comprendre le coût et l'inventaire des stratifiés PCB

Il est important de comprendre que les stratifiés de PCB sont vendus comme des « systèmes» et fonctionnent dans des « systèmes», et que les matériaux de base et les préimprégnés que les fabricants conservent pour une utilisation immédiate proviennent généralement du même système. En d'autres termes, les éléments constitutifs sont toutes les parties d'un produit particulier, mais avec quelques variations telles que l'épaisseur, le poids du cuivre et le type de préimprégné. Outre la familiarité et la répétabilité, il existe d'autres raisons pour lesquelles les types de stratifiés sont disponibles en quantités limitées en stock.

Les billettes préimprégnées et les systèmes de coeur sont formulés pour fonctionner ensemble, mais lorsqu'ils sont combinés avec d'autres produits, ils peuvent ne pas fonctionner correctement. Par exemple, le noyau Isola 370hr ne sera pas utilisé dans la même pile que la pile préimprégnée nelco 4000 - 13. Dans certains cas, ils peuvent coopérer, mais ils sont plus susceptibles de ne pas le faire. Les systèmes hybrides vous transportent dans un territoire inconnu où le comportement des matériaux (bien connu lorsqu'il est utilisé comme un système homogène) n'est plus pris pour acquis. Le mélange et l'appariement négligents ou inconscients d'un type de matériau peuvent entraîner de graves défaillances, de sorte qu'aucun fabricant ne mélangera et n'appariera à moins qu'il ne soit prouvé que le type convient à l'empilement « hybride».

Une autre raison de maintenir un stock étroit de matériaux est le coût élevé de la certification UL, de sorte que dans l'industrie des PCB, le nombre de certifications est souvent limité à un choix relativement restreint de matériaux. Les fabricants acceptent généralement de fabriquer des produits sur des panneaux stratifiés qui n'ont pas de stock standard, mais il convient de noter qu'ils ne peuvent pas fournir de certification UL via un fichier qc. Si cela est rendu public et convenu à l'avance et si le fabricant connaît les exigences d'usinage du système de laminage en question, c'est une excellente option pour les conceptions non UL. Pour les emplois UL, il est préférable de trouver le fabricant de votre choix en stock et de concevoir la carte qui lui correspond.

IPC - 4101d et structure de feuille

Puisque ces faits sont publics, il y a deux autres choses que vous devez savoir avant d'entrer dans la conception. Tout d'abord, il est préférable de spécifier le stratifié selon la spécification industrielle IPC - 4101d plutôt que de nommer un produit spécifique que tout le monde ne peut pas stocker.

Deuxièmement, la construction de multicouches en utilisant la méthode de construction "Foil" est la plus facile. La structure de feuille signifie que la couche supérieure et la couche inférieure (côté extérieur) sont fabriquées à partir d'une feuille de cuivre et stratifiées avec un préimprégné sur le reste des couches. Bien qu'il puisse sembler intuitif de construire un PCB à 8 couches avec quatre cœurs recto - verso, il est préférable d'utiliser le Foil d'abord à l'extérieur, puis d'utiliser les trois cœurs pour L2 - L3, L4 - L5 et l6 - L7. En d'autres termes, il est prévu de concevoir une pile multicouche de sorte que le nombre de cœurs soit le suivant: (nombre total de couches moins 2) divisé par 2. Ensuite, il est utile de connaître un peu les caractéristiques de base. Eux - mêmes.

Le noyau est un morceau de fr4 entièrement solidifié, plaqué cuivre des deux côtés. L'épaisseur du noyau magnétique est très large et les dimensions les plus couramment utilisées sont généralement stockées dans des stocks plus importants. Ce sont toutes les épaisseurs que vous devez garder à l'esprit, en particulier lorsque vous avez besoin de commander un produit à exécution rapide afin que vous ne perdiez pas le temps de livraison de votre commande en attendant que des matériaux non standard arrivent de votre revendeur.

Noyau commun et épaisseur de cuivre

Les épaisseurs de noyau les plus couramment utilisées pour construire des multicouches de 0062 pouces d'épaisseur sont de 0005 pouce, 0008 pouce, 0014 pouce, 0021 pouce, 0028 pouce et 0039 pouce. Le stock de 0047 pouce est également courant, car il est parfois utilisé pour construire des plaques à 2 couches. Un autre noyau qui est toujours stocké est 0059 pouce, car il est utilisé pour produire des plaques à 2 couches de 0062 pouces d'épaisseur, mais il ne peut être utilisé que pour des plaques plus épaisses. Pour cet emplacement, nous limitons la portée à la conception du noyau avec une épaisseur nominale finale de 0062 pouces.

L'épaisseur du cuivre varie d'une demi - once à 3 à 4 onces, selon la combinaison de produits d'un fabricant particulier, mais la plupart des stocks peuvent être de 2 onces ou moins. Gardez cela à l'esprit et gardez à l'esprit que presque tous les stocks utiliseront le même poids de cuivre des deux côtés du noyau. Essayez d'éviter les exigences de conception de PCB qui nécessitent un cuivre différent de chaque côté, car cela nécessite généralement un achat spécial, peut nécessiter des frais accélérés (livraison accélérée) et parfois même pas la quantité minimale de commande du distributeur.

Par exemple, si vous voulez utiliser 1 once de cuivre dans un avion et prévoyez d'utiliser Hoz comme signal, envisagez de construire un avion à Hoz ou d'augmenter le signal à 1 once afin que le noyau puisse être utilisé comme du cuivre avec un poids des deux côtés. Bien sûr, vous ne pouvez le faire que si vous êtes toujours en mesure de répondre aux exigences électriques de votre conception et que vous disposez de suffisamment de zones XY pour vous adapter aux règles de conception de trace / espace élargies pour atteindre un minimum de 1 oz sur la couche de signal. Si vous pouvez répondre à ces conditions, utilisez - le plus comme si vous utilisiez un poids en cuivre. Sinon, vous devrez peut - être envisager un délai de livraison supplémentaire de quelques jours.

En supposant que vous avez choisi la bonne épaisseur de noyau et le poids de cuivre disponible, utilisez diverses combinaisons de préimprégnés pour déterminer la position diélectrique restante jusqu'à ce que les exigences d'épaisseur totale requises soient satisfaites. Pour les conceptions qui ne nécessitent pas de contrôle d'impédance, vous pouvez laisser le choix du préimprégné au fabricant. Ils utiliseront la version "Standard" qu'ils préfèrent. D'autre part, si vous avez des exigences d'impédance, indiquez - les dans la documentation afin que le fabricant puisse ajuster la quantité de préimprégné entre les noyaux pour répondre aux valeurs spécifiées.

Contrôle d'impédance

Qu'un contrôle d'impédance soit nécessaire ou non, il n'est pas recommandé d'essayer de marquer le type et l'épaisseur du préimprégné à chaque emplacement du document, sauf si vous êtes compétent dans cette opération. Souvent, ces piles détaillées finissent par devoir être ajustées et peuvent donc entraîner des retards. Au lieu de cela, votre diagramme d'empilement peut afficher l'épaisseur du noyau de la paire de couches internes et indiquer « la position de pré - immersion requise en fonction des exigences d'impédance et d'épaisseur globale». Cela permet aux fabricants de créer la pile idéale qui correspond à votre conception.

Résumé

Un noyau idéal basé sur le stock existant est essentiel pour éviter les retards inutiles dans le processus de rotation rapide avec des délais de commande serrés. La plupart des fabricants de PCB utilisent des structures multicouches similaires basées sur le même noyau que leurs concurrents. À moins que le PCB ne soit hautement personnalisé, il n'y a pas de construction magique ou secrète. Par conséquent, il vaut la peine de se familiariser avec les matériaux préférés pour un certain nombre de couches et de faire tout ce qui est en son pouvoir pour concevoir un PCB correspondant. Il y aura toujours des exceptions aux exigences de conception spéciales, mais dans l'ensemble, les matériaux standard sont le meilleur choix.