Tecnología de PCB - Cómo elegir el material central de PCB

La elección del grosor del núcleo del PCB se convierte en un problema cuando el fabricante de placas de circuito impreso (pcb) recibe una oferta para un diseño de varias capas y los requisitos del material son incompletos o no se explican en absoluto. A veces esto ocurre porque la combinación de los materiales básicos de PCB utilizados no es importante para el rendimiento; Si se cumplen los requisitos generales de espesor, es posible que el usuario final no se preocupe por el grosor o el tipo de cada capa.

Pero en otros momentos, el rendimiento es más importante y es necesario controlar estrictamente el grosor para que la placa tenga el mejor rendimiento. Si el diseñador del PCB transmite claramente todos los requisitos del documento, el fabricante los entenderá y establecerá el material en consecuencia.

Cuestiones que deben considerar los diseñadores de PCB

Ayuda a los diseñadores a comprender los materiales disponibles y los materiales comunes, con el fin de construir PCB de manera rápida y correcta utilizando las reglas de diseño adecuadas. La siguiente es una breve descripción de los tipos de materiales que los fabricantes prefieren usar y qué materiales pueden necesitar para rotar rápidamente sin retrasar el proyecto.

Comprender el costo y el inventario de los laminados de PCB

Es importante entender que las laminaciones de PCB se venden como "sistemas" y funcionan en ellos, mientras que los materiales básicos y preimpregnados que el fabricante conserva para su uso inmediato suelen provenir del mismo sistema. En otras palabras, los elementos constitutivos son todas las partes de un producto específico, pero hay algunas variaciones, como el grosor, el peso del cobre y el estilo de preimpregnado. Además de la familiaridad y la repetibilidad, hay otras razones para el tipo de laminados con un inventario limitado.

Los preimpregnados y los sistemas de núcleo están preparados para trabajar juntos, pero cuando se combinan con otros productos, pueden no funcionar correctamente. Por ejemplo, el núcleo Isola 370hr no se utilizará en la misma pila que el preimpregnado nellco 4000 - 13. En algunos casos, pueden cooperar, pero es más probable que no. El sistema híbrido te lleva a un campo desconocido donde el comportamiento del material (conocido cuando se utiliza como sistema homogéneo) ya no se da por sentado. La mezcla y el emparejamiento arbitrarios o no informados del tipo de material pueden causar fallas graves, por lo que ningún fabricante mezclará y emparejará a menos que se demuestre que este tipo es adecuado para apilar "mixtas".

Otra razón para mantener un inventario estrecho de materiales es el alto costo de la certificación ul, por lo que en la industria de pcb, la cantidad de certificación generalmente se limita a una gama relativamente pequeña de opciones de materiales. Los fabricantes suelen aceptar producir productos en láminas laminadas sin existencias estándar, pero hay que tener en cuenta que no pueden proporcionar la certificación ul a través de documentos de control de calidad. Esta es una buena opción para un diseño no ul si se hace público y se acuerda de antemano y el fabricante está familiarizado con los requisitos de procesamiento del sistema de laminación en cuestión. Para el trabajo de ul, es mejor encontrar el inventario del fabricante que elija y diseñar una placa de circuito que coincida con él.

IPC - 4101d y estructura de la lámina

Debido a que estos hechos son públicos, necesita saber otras dos cosas antes de realizar el diseño. En primer lugar, es mejor especificar los laminados de acuerdo con la especificación de la industria IPC - 4101d, en lugar de nombrar productos específicos que no todos pueden almacenar.

En segundo lugar, es más fácil construir capas múltiples utilizando el método de construcción de "lámina". La estructura de la lámina se refiere a la capa superior e inferior (exterior) hecha de una lámina de cobre y laminada en el resto de la capa con prepreg. Aunque puede construir un PCB de 8 capas con cuatro núcleos de doble cara, lo que parece intuitivo, es mejor usar primero la lámina en el exterior y luego usar los tres núcleos para L2 - l3, l4 - L5 y L6 - l7. En otras palabras, se planea diseñar una pila de varias capas para que el número de núcleos sea el siguiente: (número total de capas menos 2) dividido por 2. A continuación, es útil conocer algunos conocimientos sobre las características básicas. Ellos mismos.

El núcleo de hierro es un fr4 completamente solidificado, recubierto de cobre en ambos lados. El espesor del núcleo magnético es muy ancho, y las dimensiones más comunes generalmente se almacenan en un inventario más grande. Estos son los espesores que debe recordar, especialmente cuando necesita pedir productos con rotación rápida, para que no pierda el tiempo de entrega del pedido y espere a que los materiales no estándar lleguen del distribuidor.

Núcleo ordinario y espesor del cobre

Los núcleos más utilizados para construir capas de 0062 pulgadas de espesor tienen un espesor de 0005 pulgadas, 0008 pulgadas, 0014 pulgadas, 0021 pulgadas, 0028 pulgadas y 0039 pulgadas. El inventario de 0047 pulgadas también es común, ya que a veces se utiliza para construir paneles de 2 capas. el otro núcleo que siempre se almacenará es de 0059 pulgadas, ya que se utiliza para producir paneles de 2 capas de 0062 pulgadas de espesor, pero solo puede usarse para paneles más gruesos. para esta posición, limitamos el rango a un diseño de núcleo con un espesor nominal final de 0062 pulgadas.

El espesor del cobre oscila entre media Onza y entre 3 y 4 onzas, dependiendo de la cartera de productos de un fabricante específico, pero la mayoría de las existencias pueden ser de 2 onzas o menos. Recuerde esto y recuerde que casi todas las existencias usarán el mismo peso de cobre a ambos lados del núcleo. Trate de evitar que los requisitos de diseño de PCB requieran cobre diferente por lado, ya que generalmente esto requiere una compra especial, que puede requerir costos urgentes (entrega urgente) y, en ocasiones, incluso no puede cumplir con la cantidad mínima de pedidos del distribuidor.

Por ejemplo, si quieres usar cobre de 1oz en el avión y planeas usar hoz como señal, considera hacer el avión en hoz o aumentar la señal a 1oz para que el núcleo pueda usarse como cobre, con peso en ambos lados. Por supuesto, esto solo se puede hacer si todavía es capaz de cumplir con los requisitos eléctricos del diseño y tiene suficiente área XY para adaptarse a las reglas de diseño de rastreo / espacio ensanchadas para cumplir con el valor mínimo de 1oz en la capa de señal. Si puedes cumplir con estas condiciones, lo usas mejor como si usaras un peso de cobre. De lo contrario, es posible que tenga que considerar unos días de entrega adicional.

Supongamos que ha elegido el grosor adecuado del núcleo y el peso de cobre disponible, utilizando varias combinaciones de preimpregnados para determinar la posición dieléctrica restante hasta que se cumplan los requisitos de espesor total necesarios. Para diseños que no requieren control de resistencia, puede dejar la elección del prepreg al fabricante. Utilizarán la versión "estándar" que les guste. Por otro lado, si realmente tiene requisitos de resistencia, indique estos requisitos en el documento para que el fabricante pueda ajustar la cantidad de preimpregnados entre los núcleos para cumplir con los valores prescritos.

Control de Resistencia

Independientemente de si se necesita o no el control de resistencia, no se recomienda que intente marcar el tipo y el grosor del prepreg en cada lugar del documento, a menos que domine esta operación. Normalmente, esta pila detallada finalmente necesita ser ajustada, por lo que puede causar retrasos. En su lugar, su mapa de apilamiento puede mostrar el grosor central del par de capas interiores e indicar "la ubicación del prepreg necesaria en función de los requisitos de resistencia y espesor general". Esto permite al fabricante crear una pila ideal que coincida con su diseño.

Resumen

El núcleo ideal basado en el inventario existente es crucial para evitar retrasos innecesarios en el proceso de rotación rápida con tiempos de pedido apretados. La mayoría de los fabricantes de PCB utilizan capas similares basadas en el mismo núcleo que sus competidores. A menos que el PCB sea altamente personalizado, no hay construcciones mágicas o secretas. Por lo tanto, vale la pena familiarizarse con el material preferido para un número específico de capas y hacer todo lo posible para diseñar un PCB que coincida con él. siempre habrá excepciones bajo requisitos especiales de diseño, pero en general, el material estándar es la mejor opción.