PCB Laminat Yapısına Derinlemesine Genel Bakış

PCB'ler, modern elektroniklerin omurgasıdır ve çeşitli bileşenlerin sorunsuz bir şekilde bağlanması ve çalışması için bir platform sağlar. Her PCB'nin merkezinde, her biri kartın işlevselliğini ve güvenilirliğini sağlamada belirli bir amaca hizmet eden, birbirine bağlı katmanlardan oluşan karmaşık bir yapı bulunur. Bir PCB Laminat Yapının temel unsurları arasında, yığın diyagramları, kartın yapısını tanımlamada çok önemli bir rol oynar. ve elektriksel özellikler. Bu PCB Laminat Yapısını anlamak, PCB tasarımcıları ve üreticilerinin verimli ve yüksek kaliteli devre kartları oluşturmaları için çok önemlidir.

Baskılı Devre Kartının (PCB) özü, Prepreg'ler ve Çekirdek malzemelerle birbirine bağlanan birkaç katman içeren karmaşık yapısında yatmaktadır.

Genellikle B aşaması reçine emdirilmiş levhalar olarak adlandırılan prepreg, ince filmlere emdirilmiş reçineden oluşan kısmen kürlenmiş bir malzemedir. Çok katmanlı yapılarda çift amaçlı kullanılır. PCB üretimiİç iletken desenleri birbirine yapıştırmak için yapıştırıcı görevi görür ve katmanlar arası yalıtım sağlar. Laminasyon sırasında, Prepreg'in epoksi reçinesi erir, akar ve katılaşır, böylece devre katmanlarını etkili bir şekilde birleştirirken aralarında güvenilir bir yalıtım bariyeri oluşturur.

Öte yandan çekirdek malzemesi, PCB'nin temel öğesini oluşturur; belirli bir kalınlığa sahip sert bir levha ve her iki tarafı da lamine edilmiş bakır folyo. Tipik bir çok katmanlı PCB, alternatif çekirdek ve Prepreg katmanlarının laminasyonu yoluyla üretilir. "Islatma" veya emprenye katmanları dediğimiz katmanı oluşturan Prepreg katmanları, birden fazla çekirdek katmanını birbirine bağlayabilir ve başlangıç ​​kalınlığına sahip olmalarına rağmen presleme işlemi sırasında bir miktar büzülme yaşarlar.

Tipik olarak, çok katmanlı bir PCB'nin en dıştaki iki dielektrik katmanı, harici iletken düzlemler olarak görev yapan ayrı bakır folyo katmanlarıyla kaplanmış emprenye katmanlarıdır. Dış ve iç bakır folyolar için ham kalınlık spesifikasyonları genellikle 0.5 OZ, 1 OZ ve 2 OZ çeşitlerinde gelir (1 OZ yaklaşık 35um veya 1.4mil'dir). İşlem sonrası, dış bakır folyo katmanının kalınlığı tipik olarak yaklaşık 1 OZ artarken, iç bakır folyonun nihai kalınlığı orijinal değere yakın kalır ancak dağlama nedeniyle biraz azalabilir.

Çok katmanlı bir PCB'nin en dış katmanı şunlardan oluşur: lehim maskesiHalk arasında "Yeşil Yağ" olarak bilinen, ancak sarı veya başka renklerde de olabilen lehim maskesinin kalınlığı, bakır içermeyen bölgelerde bakır içeren bölgelere göre daha kalın olduğundan, tam olarak belirlenmesi kolay değildir; ancak PCB yüzeyinin dokunsal muayenesinde bakırın çıkıntısı yine de fark edilebilir.

PCB Parametreleri ve Malzemeleri

Farklı üreticiler arasında PCB parametrelerinde farklılıklar mevcut olup, öncelikle bir üreticiden diğerine değişebilen dielektrik sabiti ve lehim maskesi kalınlığına odaklanarak, PCB fabrikası mühendisleriyle kendi spesifik verilerini elde etmek için iletişim kurmayı gerektirir.

Dış Katman Bakır Folyo Mevcut dış katman bakır folyo kalınlıkları 12um, 18um ve 35um'dur. İşlemden sonra bunlar genellikle yaklaşık 44um, 50um ve 67um'luk nihai kalınlıklarla sonuçlanır; bu da kabaca sırasıyla 1 OZ, 1.5 OZ ve 2 OZ bakır ağırlığına eşdeğerdir. Kontrol için empedans hesaplama yazılımı kullanıldığında, dış katmanlar için 0.5 OZ bakır kalınlığı seçeneğinin bulunmadığını unutmayın.

Çekirdek malzeme Yaygın olarak kullanılan çekirdek malzemesi, standart FR-1141 malzemesi olan, çift taraflı bakır kaplı, seçilebilir spesifikasyonlara sahip ve doğrudan üreticiyle onaylanabilen S4A'dır.

prepreg Prepreg'ler 7628 (0.185mm/7.4mil), 2116 (0.105mm/4.2mil), 1080 (0.075mm/3mil) ve 3313 (0.095mm/4mil) gibi çeşitli orijinal kalınlık özelliklerine sahiptir. Gerçek sıkıştırma sonrasında kalınlık genellikle yaklaşık 10-15um (0.5-1mil) azalır, dolayısıyla bir yığın tasarımındaki minimum dielektrik katman kalınlığı 3mil'den az olmamalıdır. Tek bir emprenye katmanı en fazla üç Prepreg kullanabilir; burada üçünün hiçbiri aynı kalınlığa sahip olamaz; en az bir Prepreg kullanılabilir, ancak bazı üreticiler en az iki taneye ihtiyaç duyar. Prepreg'in kalınlığı yetersizse, çekirdeğin her iki tarafındaki bakır folyo kazınarak çıkarılabilir ve daha sonra Prepreg'lerle yeniden birleştirilebilir ve böylece daha kalın bir emprenye tabakası elde edilebilir. Prepreg'lerin dielektrik sabiti kalınlıklarına göre değişir ve aşağıdaki tabloda farklı modellerin kalınlıkları ve bunlara karşılık gelen dielektrik sabitleri listelenmektedir:

Bir laminat panelin dielektrik sabiti, kullanılan reçine malzemesine bağlıdır; FR4 kartları tipik olarak 4.2 ila 4.7 arasında bir dielektrik sabit aralığı sergiler ve bu aralık artan frekansla azalır.

Lehim Maskesi Katmanı Bakır folyonun üzerindeki C2 olarak belirtilen lehim maskesi tabakasının kalınlığı yaklaşık 8-10um'dur. Bakır bulunmayan bölgelerdeki lehim maskesinin kalınlığı (C1), yüzey bakır kalınlığına göre değişir; 13um kalınlığındaki bakır için 15-45um civarında, 17um kalınlığındaki bakır için ise 18-70um civarındadır. SI9000 ile hesaplama yaparken 0.5OZ lehim maskesi kalınlık değeri yeterlidir.

İletken Kesiti Aşındırma nedeniyle iletkenlerin kesiti dikdörtgen değil, trapez şeklindedir. Örneğin, ÜST katmanda, bakır folyo kalınlığı 1 OZ olduğunda, yamuğun üst tabanı alt tabandan yaklaşık 1 Milyon daha kısadır. Dolayısıyla tasarlanan çizgi genişliği W=5MIL ise üst genişlik yaklaşık 4MIL, alt genişlik ise 5MIL olacaktır. Üst ve alt tabanlar arasındaki fark, aşağıdaki tabloda farklı koşullar altında gösterildiği gibi bakır kalınlığıyla ilgilidir:

Empedans Hesaplamaları Tipik empedans hesaplamalarında aşağıdaki modeller kullanılır:

• Mikroşerit Hat Modeli
• Şerit Çizgi Modeli

Mikroşerit modelinde, kaplamasız, kullanılmayan bir model de dahil olmak üzere başka konfigürasyonlar da mevcuttur. Gösterilen modeldeki dielektrik sabitleri Er1 ve Er2, kullanılan spesifik prepreg modeline bağlıdır; önemli modeller daha önce listelenmiştir ve ayrıntılı parametreler doğrudan PCB üreticisinden alınmalıdır.

Proje araştırma aşamasından teklif talebi aşamasına geçtiğinde, gözden geçirin. PCB laminat seçimi hem de ince aralıklı BGA montajı Böylece malzeme, süreç ve denetim gereksinimleri uyumlu kalır.

Genel olarak, baskılı devre kartının (PCB) karmaşık yapısını ve malzemelerini anlamak, yüksek kaliteli elektronik cihazların tasarımı ve üretimi için çok önemlidir. Prepreg ve çekirdek malzemeler, katmanları birleştirmede ve yalıtım sağlamada önemli roller oynarken, bakır folyolar ve lehim maskeleri PCB'nin iletkenliğine ve korumasına katkıda bulunur.

Üreticiler arasındaki PCB parametreleri ve malzemelerindeki farklılıklar, iletişimin ve her proje için özel verilerin elde edilmesinin önemini vurgulamaktadır. Yığın diyagramları, PCB'nin yapısının ve elektriksel özelliklerinin bir planını sağlayan paha biçilmez araçlar olarak hizmet eder.

Tasarımcılar, yığın diyagramlarının temel unsurlarını anlayarak PCB tasarımlarının bütünlüğünü ve güvenilirliğini garantileyebilir ve sonuçta daha iyi performans gösteren ve daha sağlam elektronik cihazlara yol açabilir.