Diseño electrónico - Diseño de PCB y selección de materiales de PCB

Energía térmica, Las propiedades mecánicas y eléctricas de cada PCB dependen de Sustrato de PCB, Materiales conductores y de montaje. En estos diferentes Telaes, Diseñador de PCB El comportamiento de la Junta puede controlarse al máximo seleccionando el método correcto. Sustrato de PCB Tela. Características de los materiales de PCB, Especialmente resinas y laminados, Esto determinará su Placa de circuito Máquina de respuesta, Caliente, Estimulación eléctrica.
Cuando necesite elegir Sustrato de PCB material, Qué características del material de PCB son más importantes para usted Placa de circuito? La respuesta depende de Placa de circuito Y el entorno en el que se desplegarán los PCB. Al seleccionar preimpregnados y laminados para el siguiente PCB, Se tendrán en cuenta las siguientes características importantes del material para fines de referencia:.
Su elección del sustrato ya no se limita a fr4, Pero no debe elegir fácilmente el laminado de PCB. Primero debe entender cómo las diferentes características del material afectan a los PCB, A continuación, elija un laminado que satisfaga sus necesidades operativas. No escuche sólo las presentaciones de marketing de los fabricantes de laminados; Tómese el tiempo para entender las propiedades del material de cada sustrato y cómo afectan a los PCB.
Usted puede encontrar algunos datos sobre las propiedades de los materiales de PCB en Internet, Pero es mejor consultar a los fabricantes, Especialmente adecuado para laminados especiales, Porque no hay dos laminados exactamente iguales, No hay dos iguales.. Materiales más exóticos, como cerámica y PCB de núcleo metálico, tienen una serie de características únicas del material.
Las características importantes del material de PCB que todos los diseñadores deben conocer se dividen en cuatro aspectos: eléctrico, Estructural, Motorizado, Propiedades térmicas.
Electrical properties
All important electrical properties that need to be considered in today's Sustrato de PCB El material se refleja en la constante dieléctrica.
Dielectric constant
This is the main electrical characteristic to be considered when the PCB is designed for the lamination of high-speed/PCB de alta frecuencia. La constante dieléctrica es un número complejo, Es una función de la frecuencia, Conduce a las siguientes formas de dispersión: Sustrato de PCB:
Velocity dispersion: Because the dielectric constant is a function of frequency, Diferentes frecuencias experimentarán diferentes grados de pérdida y se propagarán a diferentes velocidades.
Dispersión de la pérdida: la atenuación experimentada por una señal es también una función de la frecuencia. Un modelo de dispersión simple muestra que la pérdida aumenta con la frecuencia, Pero eso no es totalmente cierto.. Puede haber una relación complicada entre la pérdida y el espectro de algunos laminados.
Estos dos efectos conducen a la distorsión de la señal en el proceso de propagación.. Para señales analógicas que funcionan en un ancho de banda muy estrecho o en una sola frecuencia, La dispersión no es importante. Sin embargo,, Es muy importante en las señales digitales, y es uno de los principales desafíos en el modelado de señales digitales de alta velocidad y el diseño de interconexiones..
Structural properties
The structure of the PCB and its substrate will also affect the mechanical, Propiedades térmicas y eléctricas de las placas de circuitos. Estas características se reflejan principalmente en dos aspectos: el método de trenzado de vidrio y la rugosidad del conductor de cobre.
Glass weave style
The glass weave pattern will leave a gap on the Sustrato de PCB, Esto está relacionado con el contenido de resina en la placa. La relación de volumen del vidrio y la resina impregnada se combinan para determinar la constante dieléctrica media de volumen del sustrato.. Además, La brecha en el patrón de tejido de vidrio produce el llamado efecto de tejido de fibra, La constante dieléctrica del sustrato que varía a lo largo de la interconexión causa desviación, Brillante, Pérdidas. Estos efectos se vuelven muy significativos a frecuencias de aproximadamente 50 GHz o más, Esto afecta la señal de radar, Gigabit Ethernet and Typical lwdserdes Channel Signals.

Copper roughness
Although this is actually a structural feature of printed copper conductors, Ayuda a interconectar la resistencia. La rugosidad de la superficie del conductor aumenta efectivamente su resistencia al efecto cutáneo de alta frecuencia, Causa pérdidas inducidas por corrientes Eddy inducidas durante la propagación de la señal. Grabado de cobre, Tanto el método de deposición de cobre como la superficie preimpregnada influyen en cierta medida en la rugosidad de la superficie..
Thermal performance
When selecting the substrate material, Las propiedades térmicas de los laminados y sustratos de PCB deben dividirse en dos grupos.
Thermal conductivity and specific heat
The heat required to increase the temperature of the board by one degree is quantified by the specific heat of the substrate, El calor transmitido a través del sustrato por unidad de tiempo se cuantifica por conductividad térmica. Las características de estos materiales de PCB determinan conjuntamente Placa de circuito Cuando alcanza el equilibrio térmico con el medio ambiente durante el funcionamiento. Si despliega Placa de circuito En un entorno que requiere disipación rápida de calor a grandes radiadores o chasis, Usted debe utilizar un sustrato de alta conductividad térmica.
Las características de estos dos materiales de PCB también están relacionadas. All materials have a certain coefficient of thermal expansion (CTE), Esto resulta ser Sustrato de PCB (that is, the coefficient of expansion is different in different directions). Una vez que la temperatura Placa de circuito exceeds the glass transition temperature (Tg), El valor Cte aumentará repentinamente. Ideal, El valor Cte debe ser lo más bajo posible dentro del rango de temperatura requerido, El valor de Tg debe ser lo más alto posible. El más barato Sustrato fr4 Tg es de aproximadamente 130℃, Sin embargo, la mayoría de los fabricantes ofrecen opciones de núcleo y laminado con Tg de aproximadamente 170 °C.
Las propiedades térmicas enumeradas anteriormente también están relacionadas con la estabilidad mecánica de los cables Sustrato de PCB. En particular, El desajuste Cte causa problemas de fiabilidad conocidos en los agujeros a través y ciegos de alta relación de aspecto/A través del agujero enterrado, El orificio se rompe fácilmente debido al estrés mecánico causado por la expansión del volumen.. Por consiguiente,, Se han desarrollado laminados de alta Tg y otros laminados especiales, Y los ingenieros de diseño que realizan las siguientes tareas: Diseño de PCB de HDI Board Estos materiales alternativos podrían considerarse.