Nel complesso mondo della progettazione PCB, la scelta dei materiali è importante quanto il design. Due componenti di base che rivestono un’enorme importanza nella progettazione PCB sono il materiale prepreg e il materiale core. La conoscenza delle sottili differenze tra questi due elementi costitutivi può aggiungere un enorme valore alle schede in termini di funzionalità, efficienza e fattibilità economica. In un’era di elettronica miniaturizzata ad alte prestazioni, in particolare nell’epoca delle reti 5G, dell’Internet delle Cose e dell’elaborazione ad alta velocità, l’importanza di un’efficaceProgettazione dello stackup PCBnon può essere compromessa.
Comprendere il preimpregnato e il core
Il prepreg è un tipo di dielettrico costituito da un tessuto di fibra di vetro intrecciata che è stato pre-rivestito con una resina, solitamente epossidica. La resina è stata trattata in modo da trovarsi allo stadio B. Come risultato di questo processo allo stadio B, il prepreg acquisisce proprietà adesive quando è sottoposto a un trattamento termico durante il processo di laminazione, risultando quindi utile nella combinazione di strati di foglio di rame o dei materiali del core. Esistono tre tipi di spessore dei prepreg: prepreg a resina standard, prepreg a resina media e prepreg ad alta resina.
L’altra classe di materiali è costituita dai materiali di base che formano la struttura portante del PCB. I materiali di base sono laminati completamente polimerizzati e rigidi che consistono in unMateriale composito FR4che è una miscela di fibra di vetro ed epossidica con rame su entrambi i lati. I materiali del core sono responsabili di fornire la resistenza necessaria per la formazione di un PCB multistrato. I materiali del core costituiscono la base del PCB, con strati di rame incisi sulle loro superfici.
Prepreg vs Core: Principali differenze
Nonostante la somiglianza tra i due, i ruoli unici del prepreg e del core li collocano immediatamente in due processi diversi nella produzione di PCB:
Stato e funzionalità:Il core è rigido e completamente polimerizzato e contiene le piste di rame. Il prepreg funge sia da adesivo che da isolante e diventa completamente solido dopo la laminazione del PCB.
Inclusione di rameGli strati centrali sono rivestiti di rame, mentre i preimpregnati sono privi di rame, sebbene durante la laminazione avvenga l’adesione di uno strato di rame.
Proprietà dielettriche:Le costanti dielettriche sono coerenti all'interno dei nuclei, con vantaggi perimpedenza controllata, anche se il preimpregnato può variare leggermente a causa del flusso di resina e dell’orientamento dell’intreccio di vetro coinvolti nel processo di laminazione.
Il ruolo del preimpregnato nei stackup PCB
Il prepreg funge da adesivo e da isolamento negli strati impilati del PCB, ed è molto importante nella realizzazionePCB multistrato. Il prepreg fornisce isolamento tra gli strati conduttivi e contribuisce anche a determinare lo spessore del circuito stampato (PCB). Esistono diversi tipi di prepreg che possono essere utilizzati a seconda del progetto richiesto.
Quando si tratta di implementazioni nel mondo reale, l’ingegnere può utilizzare più di uno strato di materiale preimpregnato con uno spessore misurato in millesimi di pollice per controllare lo spessore della scheda. Questa configurazione può essere piuttosto cruciale, soprattutto nella progettazione di schede ad alta frequenza. In questo contesto, l’impedenza della scheda deve rimanere costante per garantire un segnale affidabile.
Il ruolo del core negli stackup PCB
I core offrono anche la struttura di base del PCB e possono essere utilizzati per supportare gli strati di segnale, gli strati di alimentazione e gli strati di massa del PCB. La rigidità e le proprietà del core li rendono inoltre utili nell’applicazione di segnali ad alta velocità e fungono da interfaccia in cui il circuito viene inciso nel PCB. Le loro proprietà li rendono anche utili nelle aree dei percorsi critici del segnale.
Il rivestimento in rame nello strato centrale contribuisce inoltre a una trasmissione efficiente di potenza e segnali all'interno dei PCB. Nelle configurazioni multistrato, i core forniscono buone piattaforme su cui vengono laminati ulteriori strati, posizionati insieme ai materiali prepreg. Un core con valori costanti di spessore e resistenza dielettrica offre condizioni favorevoli in cui i segnali possono essere gestiti correttamente senza interferenze.
Considerazioni pratiche nella selezione dei materiali
Quando si progetta uno stackup PCB, ci sono diversi fattori da prendere in considerazione per determinare la migliore combinazione di materiali Prepreg e materiali Core:
Requisiti di candidatura:Le applicazioni ad alta velocità possono utilizzare i core per gli strati di segnale critici grazie alle loro stabili proprietà dielettriche, mentre i preimpregnati possono aiutare a raggiungere gli spessori richiesti fornendo al contempo isolamento.
Costo del materiale:Sebbene il materiale principale delMateriale Rogersha proprietà superiori, la miscelazione di questi materiali di base insieme al materiale FR4 può rivelarsi conveniente in termini di costi.
Produzione di precisioneLe differenze nelle proprietà dielettriche dei materiali rendono necessario collaborare con i produttori per fornire una progettazione dello stackup più accurata, al fine di contribuire a mitigare potenzialiproblemi di integrità del segnalecome la mancata corrispondenza di impedenza o la perdita di segnale.
Sfide e soluzioni
Il bilanciamento degli strati di preimpregnato e di anima coinvolge fattori quali la variazione dello spessore del preimpregnato dovuta al suo flusso, nonché le possibili sollecitazioni termiche che si verificano nei circuiti multistrato. Utilizzandomateriali ad alto Tge impilamenti bilanciati possono compensare queste difficoltà. Questo garantirà prestazioni affidabili della scheda sotto sollecitazioni ambientali.
L’impiego di materiali ad alto Tg riduce le probabilità di espansione termica, così come la probabilità di delaminazione, durante il funzionamento del PCB. Inoltre, è fondamentale considerare il corretto tipo di prepreg, così come lo spessore, in relazione alle condizioni di laminazione, per garantire la costanza delle pressioni e della temperatura di laminazione, elemento fondamentale per mantenere l’integrità del PCB.
PCBCart: Dare vita ai progetti
Le complessità dei materiali per l’impilamento dei PCB richiedono un alto livello di competenza per essere comprese correttamente. In PCBCart utilizziamo tecnologie avanzate con capacità di servizio di prototipazione rapida, incentrate sui metodi di produzione superiori richiesti dall’industria dell’elettronica high-tech. L’elevato livello di competenza tecnica a vostra disposizione contribuirà a ottimizzare il vostro progetto di PCB.
PCBCart si impegna a produrre con un rigoroso controllo di qualità e a innovare, il che significa che progetta e realizza ogni PCB in base alle proprie esigenze. I servizi finali offerti, dalla selezione dei materiali al collaudo e alla valutazione, garantiscono che ogni PCB sia realizzato in conformità anche agli standard industriali più severi.
Il ruolo del prepreg e dei materiali del core nella progettazione dei PCB è fondamentale e non può essere trascurato. Ciascuno di questi materiali possiede proprietà uniche che svolgono una parte importante nel determinare la funzionalità del circuito stampato. Conoscendo e utilizzando le proprietà dei materiali coinvolti nella progettazione dei PCB, è possibile produrre PCB in grado di operare negli ambienti elettrici e meccanici più impegnativi. Poiché la tendenza verso la miniaturizzazione dei dispositivi e la richiesta di prestazioni migliori continua ad aumentare, la padronanza delle proprietà dei materiali nella progettazione dei PCB è un passo importante verso il successo. Qualunque sia l’obiettivo del PCB ad alta frequenza che stai sviluppando o pianificando di sviluppare, i materiali che utilizzi nella produzione del prepreg e dei materiali del core determinano se sarai mediocre o eccellente. Scegliendo PCBCart, realizzare il tuo sogno di sviluppare i migliori PCB è diventato molto semplice.
Richiesta immediata di preventivo per assemblaggio e fabbricazione PCB di alta qualità
Risorse utili
•Materiali PCB
•Difetti Comuni nella Produzione di PCB Multistrato
