Выбор правильной толщины печатной платы: стандарты, дизайн и производственные факторы

Быстрая навигация: Какова стандартная толщина для печатных плат? | Факторы дизайна, влияющие на толщину печатной платы | Производственные факторы, влияющие на толщину печатной платы | 3 фактора для рассмотрения при выборе толщины печатной платы | Запросите бесплатную цитату

При обращении к размерам для производственных применений стандарты необходимы для понимания и работы с ними. Это особенно верно для печатных плат. Хотя официального стандарта для толщины печатной платы не существует, определенные размеры предпочтительны и широко используются среди производственных компаний. Эти предпочтительные толщины настоятельно рекомендуются для упрощения дизайна, эффективного использования производственного оборудования и минимизации затрат. Однако толщина печатной платы может варьироваться, и многие дизайнеры могут выбрать изменение толщины печатной платы для конкретных дизайнерских и производственных целей. Здесь мы рассматриваем, что означает «стандартная» толщина печатной платы и как определить толщину печатной платы для вашего следующего проекта.

Какова стандартная толщина печатной платы?

Стандартная базовая толщина MCL составляет 0,062 дюйма, или 1/16 дюйма, с допуском 10%. Это очень распространенная толщина печатной платы и обычно считается отраслевым стандартом. Причина в том, что 1/16 дюйма был размером бакелитовых листов, производимых в ранние дни изготовления печатных плат. Хотя эта толщина наиболее распространена, однако существуют и другие распространенные толщины, встречающиеся в производстве печатных плат.

Помимо плат 0,062 дюйма, платы 0,031 дюйма и 0,093 дюйма также широко используются, что удовлетворяет потребности более надежных или многослойных плат. Платы могут иметь другие толщины как внутри, так и вне этого диапазона, но эти считаются наиболее распространенными толщинами.

11 факторов, влияющих на толщину печатной платы

Хотя важно знать отраслевые стандартные толщины, многие факторы могут потребовать нестандартную плату. В зависимости от этих дизайнерских и производственных факторов ваша плата может нуждаться в нестандартной толщине. Две основные группы факторов влияют на толщину печатной платы — факторы дизайна и производственные факторы. Мы рассматриваем эти факторы более подробно ниже и поможем вам определить, как выбрать толщину печатной платы для вашего проекта.

Факторы дизайна, влияющие на толщину печатной платы

Факторы дизайна рассматриваются на этапе проектирования печатной платы. Эти факторы в основном фокусируются на функциональности и назначении платы, а не на практических соображениях, обусловленных производством, хотя производственные факторы имеют равный вес. Некоторые из наиболее важных факторов дизайна, влияющих на толщину печатной платы, включают следующее:

1. Размер, вес и гибкость

Тонкие платы легче и гибче своих более толстых аналогов, но ломаются легче из-за хрупкости. Хотя гибкие печатные платы должны быть тонкими для достижения своей гибкости, применения, не требующие гибкости, могут выиграть от немного более толстой платы ради структурной целостности. Однако, хотя более толстые платы более надежны, они также несут больше веса и занимают больше места внутри устройства. Обе эти характеристики могут стать проблемой для легких применений или устройств с ограниченной пространственной емкостью. Конечное применение печатной платы определяет эти факторы, которые должны быть одними из первых параметров для определения перед началом проектирования печатной платы.

2. Толщина меди

Толщина меди играет роль в общей толщине печатной платы. Толщина используемого медного слоя обычно зависит от тока, который должен проходить через печатную плату. Стандартная толщина меди составляет примерно 1,4–2,8 мил (1–2 унции), но эта толщина корректируется согласно уникальным требованиям платы. Чем толще медь, тем толще плата и тем дороже плата будет из-за потребностей в материалах и вызовов обработки.

3. Материалы платы

Работа и срок службы печатной платы зависят от выбора материалов, но эти выборы также влияют на толщину платы. Типичное изготовление платы состоит из подложки, ламината, паяной маски и шелкографии. Из них ламинат и подложка — самые важные материалы для рассмотрения, так как они обеспечивают структуру платы и сильно влияют на общую толщину. Подложка может состоять из бумаги и эпоксидной смолы, стеклоткани или керамики в зависимости от необходимой диэлектрической постоянной. Ламинаты, с другой стороны, состоят из термореактивной смолы и слоев бумаги или ткани. И ламинаты, и подложки поставляются во многих вариантах, определяющих тепловые, механические и электрические свойства печатной платы, но также определяющих общую толщину платы.

4. Количество слоев печатной платы

Количество слоев печатной платы, понятным образом, повлияет на толщину платы. Хотя толщина печатных плат с 2–6 слоями может попадать в стандартный порог толщины печатной платы, толщина печатных плат с 8 и более слоями может не попадать. Хотя производители могут использовать более тонкие слои печатной платы для достижения стандартной толщины, это становится все менее практичным по мере увеличения количества слоев. С практической точки зрения, если вашему дизайну нужно больше слоев, предусмотрите большую толщину печатной платы. Если дизайну не требуется несколько слоев, но нужно соответствовать определенным параметрам толщины, уменьшение количества слоев будет лучшим выбором.

5. Типы сигналов

Печатные платы несут широкий спектр типов сигналов, которые могут определять материалы, необходимые для платы, и поэтому влиять на толщину платы. Например, плата, несущая высокомощные сигналы, нуждается в более толстой меди и более широких дорожках, что означает, что она будет значительно толще плат, работающих в низкомощной среде. Высокоплотные платы с более сложными сигналами, однако, обычно используют лазерные микровые отверстия, тонкие дорожки и тонкие высокопроизводительные материалы, поэтому они традиционно тоньше других типов плат.

6. Типы отверстий

Отверстия печатной платы проводят дорожки через платы вместо их поверхностей, что важно для создания более компактных дизайнов. Многие разные типы отверстий могут использоваться, включая:

• Сквозное отверстие
• Микровое отверстие
• Слепое отверстие
• Зарытое отверстие
• Отверстие в площадке

Тип и плотность используемых отверстий сыграют роль в том, какой толщины должна быть плата для их размещения. Например, микровые отверстия могут использоваться на более тонких платах, так как они меньше и предназначены для высокоплотных соединений.

7. Рабочая среда

Толщина платы, а также материалы, из которых она состоит, влияют на проводимость и сопротивление печатной платы, делая разные толщины желательными в разных средах. Например, тонкая или гибкая плата может не быть оптимальным выбором для жестких рабочих сред. Также более толстые медные дорожки менее термически стабильны с высоким током, делая их неоптимальными для термически переменных или высокоточных сред. Разъемы и компоненты на печатной плате также критичны, так как у них есть определенные материальные и производительные требования, которые могут относиться к толщине платы.

Основываясь на этих факторах, дизайнеры могут разумно оценить, стандартная или нестандартная толщина печатной платы наиболее желательна. Однако этап дизайна не заканчивается здесь — производитель должен затем вовлечься, чтобы обсудить, на что он способен и как его возможности могут повлиять на окончательный дизайн печатной платы.

Производственные факторы, влияющие на толщину печатной платы

Помимо факторов дизайна на игре, производственные возможности также играют значительную роль в окончательном дизайне печатной платы, включая толщину. Некоторые производственные факторы для рассмотрения включают следующее:

8. Оборудование для сверления отверстий

Хотя дизайнеры часто обращают внимание на размер и интервал сверления отверстий для целей производительности, производственные процессы сверления отверстий добавляют слой сложности. При сверлении сквозных отверстий любого типа производители ограничены толщиной платы и диаметром и глубиной возможностей фрезерных станков и лазеров. Это ограничение выражается через соотношение сторон, которое является отношением между глубиной отверстия и диаметром сверленного отверстия. Для стандартного сверления все производители должны иметь возможность достичь соотношения сторон 7:1. Некоторые производители могут достичь большего соотношения сторон, но это должно обсуждаться с производителем перед окончательным дизайном платы и обычно идет за более высокую цену. Для более толстых плат это означает, что производители менее способны достичь отверстий малого диаметра.

9. Толщина меди

Медные дорожки создаются с помощью травления, которое является одним из самых важных шагов в производстве печатных плат. Производственные процессы, включая травление или металлизацию, зависят от толщины внутреннего медного слоя. По этой причине более толстые медные слои повлияют на изготовимость, потенциально влияя на дизайн и стоимость конечного продукта печатной платы.

10. Количество слоев

Как обсуждалось ранее, чем больше слоев на печатной плате, тем сложнее изготовить ее по стандартной толщине. Хотя специализированные производители могут создавать стопки печатных плат с более тонкими слоями для соответствия определенной толщине, эта способность не универсальна и часто идет за значительно увеличенной ценой. Обязательно обсудите свои потребности в слоях с производителем перед окончательным дизайном, чтобы определить их возможности и то, что они могут достичь.

11. Метод депанелизации

Еще один производственный фактор для рассмотрения — депанелизация. Производители производят печатные платы на большой панели, содержащей несколько плат, затем разделяют панели на отдельные платы. Толщина платы влияет на то, какие методы депанелизации могут использоваться — более толстые платы могут нуждаться в тщательной депанелизации с использованием скоринга, в то время как более тонкие платы могут быть отфрезерованы для создания отламывающихся зацепов. Снова, работайте тесно с производителем, чтобы обсудить методы и требования депанелизации и как изменить дизайн печатной платы для оптимизации депанелизации.

Обсудите все эти производственные факторы с вашим производителем перед завершением окончательного дизайна печатной платы, так как они зависят от возможностей и затрат производителя. Если вы не проведете этот разговор рано в процессе дизайна, вы можете обнаружить, что модифицируете свой дизайн или полностью перерабатываете свою компоновку, увеличивая затраты вашего проекта.

3 фактора для рассмотрения при выборе толщины печатной платы

Иногда дизайнеры придут к выводу, что стандартная толщина лучше для их применения, в то время как другие решат, что лучше настроить. Хотя ваш окончательный дизайн может привести вас к одному варианту или другому, конечная толщина вашей печатной платы повлияет на многие факторы, определяющие стоимость. Некоторые из наиболее значимых факторов для рассмотрения при принятии ваших окончательных дизайнерских и производственных выборов перечислены ниже:

1. Возможности оборудования

Первое рассмотрение — имеет ли ваш производитель оборудование для изготовления толщины платы, которую вам нужно. Конкретные области для адресации перечислены в разделе «Производственные факторы» выше, но это определение должно быть сделано рано в процессе дизайна. Если ваше применение требует определенных характеристик, достижимых только с использованием передовых дизайнерских техник, может быть лучше исследовать производителей, которые могут удовлетворить эти потребности рано. Важно помнить, однако, что любые передовые техники приводят к более высоким затратам.

2. Время выполнения

Хотя стандартные толщины печатных плат требуют очень мало корректировки, если таковые есть, нестандартные толщины требуют затратных по времени изменений. Любые нестандартные толщины могут требовать от производителей изменения настроек оборудования и процессов для размещения уникальных потребностей дизайна. Эти корректировки занимают время, что задерживает начало производства и потенциально увеличивает время выполнения. Любые сложные дизайнерские характеристики еще больше увеличат время, необходимое для производства. Если вы выбираете нестандартную толщину печатной платы, обязательно обсудите это с производителем, чтобы получить приблизительный график и скорректировать свою оценку доставки соответственно.

3. Дополнительные затраты

Наконец, вы должны убедиться в оценке того, будет ли нестандартная плата стоимоэффективной для вашего бизнеса. Платы стандартной толщины не приведут к тем же производственным затратам и задержкам, как нестандартная толщина платы, поэтому вашему бизнесу нужно тщательно оценить стоимость против выгоды. Хотя стоимость специальных материалов, необходимых для размещения стандартной толщины, может быть выше, эта стоимость может быть оправданной компромиссом по сравнению с изменениями, необходимыми для размещения нестандартной толщины платы.

Свяжитесь с Millennium Circuits

Существует много выборов в терминах толщины печатной платы далеко за пределами того, что считается «стандартным». Хотя использование стандартной толщины печатной платы обычно приводит к более быстрому и менее дорогому производству, нестандартные толщины гарантируют, что вы получаете всю функциональность, которую вам нужно для вашего уникального применения. Независимо от вашего выбора, однако, вам нужно партнерство с поставщиком печатных плат, который может удовлетворить ваши потребности и предложить экспертные советы. MCL здесь, чтобы помочь.

Millennium Circuits Limited — поставщик печатных плат, базирующийся в Пенсильвании. Как лидер в нашей отрасли, наша цель — давать нашим клиентам лучшие печатные платы каждый раз. Независимо от типа или объема печатных плат, которые мы производим, мы стремимся предоставлять обслуживание клиентов высшего уровня с продуктами, которые экспертно спроектированы, хорошо произведены и конкурентоспособно ценируются.

MCL обслуживает более 400 клиентов по всему миру с производственными локациями как внутри страны, так и за рубежом. Если вы заинтересованы в узнавании больше о наших возможностях или хотите обсудить варианты толщины печатных плат, свяжитесь с Millennium Circuits сегодня с любыми вопросами.