電路設計 - PCB電路板設計PCB資料選擇

熱量, 每個PCB的機械和電力行為取決於 PCB基板, 導體和組件資料. 在這些不同的資料中, PCB設計師 通過選擇正確的 PCB基板 布料. PCB資料的特性, 尤其是樹脂和層壓板, 將决定你的 電路板 響應機械, 熱的, 和電刺激.
當您需要選擇 PCB基板 布料, 哪些PCB資料特性對您的 電路板? 答案取決於 電路板 以及PCB將部署的環境. 為下一個PCB選擇預浸料和層壓板時, 應考慮以下重要的資料特性，以供您的應用參攷.
您對基板的選擇不再局限於FR4, 但您不應輕易選擇PCB層壓板. 您應該首先瞭解不同的資料内容如何影響PCB, 然後選擇能够滿足您操作要求的層壓板. 不要只聽强化木地板製造商的市場介紹； 花時間瞭解每個基板的資料特性以及它們對PCB的影響.
你可以在互聯網上找到一些關於PCB資料效能的數據, 但最好諮詢製造商, 特別適用於特殊層壓資料, 因為沒有兩個層壓板是完全相同的, 沒有兩個是完全相同的. 更奇特的資料，如陶瓷和金屬芯PCB，具有一系列獨特的資料特性.
所有設計師都應該瞭解的重要PCB資料特性分為四個方面：電力, 結構的, 機動的, 和熱效能.
Electrical properties
All important electrical properties that need to be considered in today's PCB基板 資料反映在介電常數中.
Dielectric constant
This is the main electrical characteristic to be considered when the PCB is designed for the lamination of high-speed/高頻PCB. 介電常數是一個複數, 它是頻率的函數, 導致以下形式的分散 PCB基板:
Velocity dispersion: Because the dielectric constant is a function of frequency, 不同的頻率將經歷不同程度的損耗，並以不同的速度傳播.
損耗色散：訊號所經歷的衰减也是頻率的函數. 色散的簡單模型表明損耗隨頻率的新增而新增, 但這並不完全正確. 某些層壓板的損耗與頻譜之間可能存在複雜的關係.
這兩種效應會影響訊號在傳播過程中所經歷的失真程度. 對於在非常窄的頻寬或單一頻率上工作的類比信號, 色散無關緊要. 然而, 它在數位信號中極其重要，是高速數位信號建模和互連設計的主要挑戰之一.
Structural properties
The structure of the PCB and its substrate will also affect the mechanical, 電路板的熱和電效能. 這些特性主要體現在兩個方面：玻璃編織方法和銅導體的粗糙度.
Glass weave style
The glass weave pattern will leave a gap on the PCB基板, 這與電路板上的樹脂含量有關. 結合玻璃和浸漬樹脂的體積比來確定基底的體積平均介電常數. 此外, 玻璃編織圖案中的間隙產生所謂的纖維編織效果, 其中，沿互連線變化的基板介電常數會導致偏轉, 洪亮, 和損失. 這些效應在約50GHz或更高的頻率下變得非常顯著, 影響雷達訊號, 千兆乙太網和典型LWDSERDES通道訊號.

Copper roughness
Although this is actually a structural feature of printed copper conductors, 它有助於互連的電阻抗. 導體的表面粗糙度有效地新增了其高頻集膚效應電阻, 導致訊號傳播過程中感應渦流引起的感應損耗. 銅蝕刻, 鍍銅方法和預浸料的表面都會在一定程度上影響表面粗糙度.
Thermal performance
When selecting the substrate 材料, PCB層壓板和基板的熱效能需要分為兩組.
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, 組織時間內通過基板傳遞的熱量由導熱係數量化. 這些PCB資料的特性共同决定了 電路板 當其在運行期間與環境達到熱平衡時. 如果部署 電路板 在需要快速向大型散熱器或主機殼散熱的環境中, 你應該使用導熱係數更高的基板.
這兩種PCB資料内容也是相關的. All 材料 have a certain coefficient of thermal expansion (CTE), 這恰好是 PCB基板 (that is, the coefficient of expansion is different in different directions). 一旦 電路板 exceeds the glass transition temperature (Tg), CTE值將突然新增. 理想的, CTE值應在要求的溫度範圍內盡可能低, Tg值應盡可能高. 最便宜的 FR4基板 Tg約為130℃, 但大多數製造商提供Tg約170°C的芯材和層壓板選項.
上面列出的熱效能也與 PCB基板. 特別地, CTE不匹配在高縱橫比過孔和盲孔中造成了已知的可靠性問題/埋置過孔, 其中通孔容易因體積膨脹引起的機械應力而斷裂. 因此, 已開發出高Tg資料和其他專用層壓板, 以及從事 HDI板PCB設計 可考慮使用這些替代資料.