PCB-Dicke

Gehe zu: Was ist die Standarddicke für Leiterplatten? | Designfaktoren, die sich auf die Leiterplattendicke auswirken | Herstellungsfaktoren, die sich auf die Leiterplattendicke auswirken | 3 Faktoren, die bei der Auswahl der Leiterplattendicke zu berücksichtigen sind | Fordern Sie ein kostenloses Angebot an

Wenn Sie sich auf Abmessungen für Fertigungsanwendungen beziehen, müssen Sie Normen verstehen und mit ihnen arbeiten. Dies gilt insbesondere für Leiterplatten. Obwohl es keinen offiziellen Standard für die Dicke von Leiterplatten gibt, werden bestimmte Größen bevorzugt und häufig von Fertigungsunternehmen verwendet. Diese bevorzugten Dicken werden dringend empfohlen, um das Design zu vereinfachen, Fertigungsanlagen effektiv zu nutzen und Kosten zu minimieren. Die PCB-Dicke kann jedoch variieren, und viele Designer entscheiden sich möglicherweise dafür, die PCB-Dicke für bestimmte Design- und Herstellungszwecke zu ändern. Hier sehen wir uns an, was „Standard“-Leiterplattendicke bedeutet und wie Sie die Leiterplattendicke für Ihr nächstes Projekt bestimmen.

Was ist eine Standard-PCB-Dicke?

Die Standardbasisdicke von MCL beträgt 0,062 Zoll oder 1/16 Zoll mit einer Toleranz von 10 %. Dies ist eine sehr übliche PCB-Dicke und wird typischerweise als Industriestandard angesehen. Der Grund dafür ist, dass 1/16 Zoll die Größe von Bakelitplatten war, die in den frühen Tagen der Leiterplattenherstellung hergestellt wurden. Obwohl diese Dicke die gebräuchlichste ist, gibt es andere gängige Dicken in der Leiterplattenherstellung.

Neben 0,062-Zoll-Platinen werden üblicherweise 0,031-Zoll- und 0,093-Zoll-Platinen verwendet, die den Anforderungen robusterer oder mehrschichtiger Platinen entsprechen. Platten können andere Dicken innerhalb und außerhalb dieses Bereichs haben, aber diese werden als die gebräuchlichsten Dicken angesehen.

11 Faktoren, die sich auf die Leiterplattendicke auswirken

Obwohl es wichtig ist, die branchenüblichen Dicken zu kennen, können viele Faktoren eine kundenspezifische Platte erfordern. Abhängig von diesen Design- und Herstellungsfaktoren muss Ihre Platine möglicherweise eine nicht standardmäßige Dicke haben. Zwei Hauptgruppen von Faktoren beeinflussen die PCB-Dicke – Designfaktoren und Herstellungsfaktoren. Wir behandeln diese Faktoren weiter unten ausführlicher und helfen Ihnen bei der Auswahl einer PCB-Dicke für Ihr Projekt.

Designfaktoren, die sich auf die Leiterplattendicke auswirken

Designfaktoren werden während der PCB-Designphase berücksichtigt. Diese Faktoren konzentrieren sich hauptsächlich auf die Funktionalität und den Zweck der Platine und nicht auf praktische Überlegungen, die während der Herstellung erforderlich sind, obwohl Herstellungsfaktoren das gleiche Gewicht haben. Zu den wichtigsten Designfaktoren, die sich auf die PCB-Dicke auswirken, gehören:

1. Größe, Gewicht und Flexibilität

Dünnere Bretter sind leichter und flexibler als ihre dickeren Gegenstücke, brechen jedoch aufgrund ihrer Sprödigkeit leichter. Während Flex-Leiterplatten dünn sein müssen, um ihre Flexibilität zu erreichen, können Anwendungen, die keine Flexibilität erfordern, aus Gründen der strukturellen Integrität von einer etwas dickeren Platine profitieren. Dickere Boards sind zwar robuster, tragen aber auch mehr Gewicht und nehmen mehr Platz in einem Gerät ein. Diese beiden Merkmale können ein Problem für leichtgewichtige Anwendungen oder Geräte mit begrenzter räumlicher Kapazität darstellen. Die endgültige Anwendung der Leiterplatte bestimmt diese Faktoren, die einige der ersten Parameter sein müssen, die vor Beginn des Leiterplattendesigns definiert werden müssen.

2. Kupferdicke

Die Kupferdicke spielt eine Rolle bei der Gesamtdicke der Leiterplatte. Die Dicke der verwendeten Kupferschicht hängt normalerweise von dem Strom ab, der durch die Leiterplatte fließen muss. Die Standard-Kupferdicke beträgt ungefähr 1,4 bis 2,8 Mil (1 bis 2 oz), aber diese Dicke wird entsprechend den einzigartigen Anforderungen der Platine angepasst. Je dicker das Kupfer, desto dicker die Platine und desto teurer wird die Platine aufgrund von Materialanforderungen und Verarbeitungsproblemen.

3. Board-Materialien

Der Betrieb und die Lebensdauer einer Leiterplatte hängen von der Wahl der Materialien ab, aber diese Entscheidungen wirken sich auch auf die Plattendicke aus. Die typische Leiterplattenherstellung besteht aus dem Substrat, dem Laminat, der Lötmaske und dem Siebdruck. Von diesen sind das Laminat und das Substrat die wichtigsten zu berücksichtigenden Materialien, da sie die Struktur der Platte liefern und die Gesamtdicke stark beeinflussen. Das Substrat kann je nach erforderlicher Dielektrizitätskonstante aus Papier und Epoxidharz, Glasgewebe oder Keramik bestehen. Laminate hingegen bestehen aus duroplastischem Harz und entweder Papier- oder Gewebeschichten. Sowohl Laminate als auch Substrate sind in vielen Optionen erhältlich, die die thermischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften einer Leiterplatte bestimmen, aber auch die Gesamtdicke der Leiterplatte bestimmen.

4. Die Anzahl der PCB-Lagen

Die Anzahl der PCB-Lagen beeinflusst verständlicherweise die Dicke der Platine. Während die Dicke von 2- bis 6-lagigen Leiterplatten unter den Standardschwellenwert der Leiterplattendicke fallen kann, ist dies bei 8-lagigen und höheren Leiterplattendicken möglicherweise nicht der Fall. Während Hersteller möglicherweise dünnere PCB-Schichten verwenden können, um eine Standarddicke zu erreichen, wird dies mit zunehmender Anzahl von Schichten zunehmend unpraktisch. Praktisch gesehen, wenn Ihr Design mehr Schichten benötigt, lassen Sie eine größere PCB-Dicke zu. Wenn das Design nicht mehrere Schichten erfordert, aber bestimmte Dickenparameter erfüllen muss, ist die Reduzierung der Anzahl der Schichten die beste Wahl.

5. Signaltypen

Leiterplatten tragen eine Vielzahl von Signaltypen, die die für die Platine benötigten Materialien bestimmen und somit die Dicke der Platine beeinflussen können. Beispielsweise benötigt eine Platine, die Hochleistungssignale überträgt, dickeres Kupfer und breitere Leiterbahnen, was bedeutet, dass sie deutlich dicker sein wird als Platinen, die in einer Umgebung mit geringer Leistung betrieben werden. High-Density-Boards mit komplexeren Signalen verwenden jedoch typischerweise Laser-Microvias, dünne Leiterbahnen und dünne Hochleistungsmaterialien, sodass sie traditionell dünner als andere Board-Typen sind.

6. Arten von Vias

PCB-Durchkontaktierungen führen Leiterbahnen durch Platinen statt auf deren Oberflächen, was für die Erstellung kompakterer Designs wichtig ist. Es können viele verschiedene Via-Typen verwendet werden, darunter:

• Durch über
• Mikro via
• Blinddurchgang
• Begraben über
• Via-in-Pad

Die Art und Dichte der verwendeten Durchkontaktierungen spielt eine Rolle dabei, wie dick die Platine sein muss, um sie aufzunehmen. Beispielsweise können Microvias auf dünneren Platinen verwendet werden, da sie kleiner und für Verbindungen mit hoher Dichte vorgesehen sind.

7. Betriebsumgebung

Die Dicke der Platine sowie die Materialien, aus denen sie besteht, beeinflussen die Leitfähigkeit und den Widerstand einer Leiterplatte, wodurch unterschiedliche Dicken in verschiedenen Umgebungen wünschenswert sind. Beispielsweise ist eine dünne oder flexible Platine möglicherweise nicht die optimale Wahl für raue Betriebsumgebungen. Außerdem sind dickere Kupferbahnen bei einem hohen Strom weniger thermisch stabil, was sie für Umgebungen mit thermisch variablen oder hohen Strömen suboptimal macht. Die Steckverbinder und Komponenten auf der Leiterplatte sind ebenfalls kritisch, da diese bestimmte Material- und Leistungsanforderungen haben, die sich auf die Leiterplattendicke beziehen können.

Basierend auf diesen Faktoren können Designer angemessen beurteilen, ob eine Standard- oder kundenspezifische PCB-Dicke am wünschenswertesten ist. Die Designphase endet hier jedoch nicht – der Hersteller muss sich als Nächstes einbringen, um zu erörtern, wozu er in der Lage ist und wie sich seine Fähigkeiten auf das endgültige PCB-Design auswirken können.

Fertigungsfaktoren, die sich auf die Leiterplattendicke auswirken

Neben den Designfaktoren spielen auch die Fertigungskapazitäten eine wichtige Rolle im endgültigen PCB-Design. einschließlich Dicke. Einige zu berücksichtigende Herstellungsfaktoren sind:

8. Bohrlochausrüstung

Während Konstrukteure oft auf Bohrlochgröße und -abstände achten, um Leistungsziele zu erreichen, fügen Bohrlochherstellungsprozesse eine Ebene der Komplexität hinzu. Beim Bohren von Durchgangslöchern jeglicher Art sind Hersteller durch die Dicke der Platte und die Durchmesser- und Tiefenfähigkeiten von Fräsmaschinen und Lasern eingeschränkt. Diese Begrenzung wird durch ein Aspektverhältnis ausgedrückt, das das Verhältnis zwischen der Tiefe des Lochs und dem Durchmesser des Bohrlochs ist. Für Standardbohrungen sollten alle Hersteller in der Lage sein, ein Seitenverhältnis von 7:1 zu erreichen. Einige Hersteller können ein größeres Seitenverhältnis erreichen, dies muss jedoch mit dem Hersteller besprochen werden, bevor das Boarddesign abgeschlossen wird, und ist normalerweise mit einem höheren Preis verbunden. Bei dickeren Platten bedeutet dies, dass Hersteller weniger in der Lage sind, Löcher mit kleinem Durchmesser zu erzielen.

9. Kupferdicke

Kupferspuren werden durch Ätzen erzeugt, was einer der wichtigsten Schritte in der Leiterplattenherstellung ist. Herstellungsprozesse wie Ätzen oder Plattieren hängen von der Dicke der inneren Kupferschicht ab. Aus diesem Grund beeinträchtigen dickere Kupferschichten die Herstellbarkeit und möglicherweise das Design und die Kosten des endgültigen PCB-Produkts.

10. Ebenenanzahl

Wie bereits erwähnt, ist es umso schwieriger, je mehr Schichten auf einer Leiterplatte in einer Standarddicke hergestellt werden. Während Spezialhersteller in der Lage sein können, gestapelte Leiterplatten mit dünneren Schichten herzustellen, um eine bestimmte Dicke aufzunehmen, ist diese Fähigkeit nicht universell und oft mit einem stark erhöhten Preis verbunden. Besprechen Sie Ihre Layering-Anforderungen unbedingt mit dem Hersteller, bevor Sie das Design fertigstellen, um seine Fähigkeiten und Möglichkeiten zu bestimmen.

11. Depanelization-Methode

Ein weiterer zu berücksichtigender Fertigungsfaktor ist die Depanelisierung. Hersteller produzieren Leiterplatten in einem großen Panel, das mehrere Platinen enthält, und trennen die Panels dann in einzelne Platinen. Die Dicke der Platine beeinflusst, welche Depanelisierungsmethoden verwendet werden können – dickere Platinen müssen möglicherweise sorgfältig durch Ritzen getrennt werden, während dünnere Platinen möglicherweise geroutet werden, um abbrechbare Laschen zu erzeugen. Arbeiten Sie auch hier eng mit dem Hersteller zusammen, um Depanelisierungsmethoden und -anforderungen zu besprechen und wie das PCB-Design geändert werden kann, um die Depanelisierung zu optimieren.

Besprechen Sie alle diese Herstellungsfaktoren mit Ihrem Hersteller, bevor Sie das endgültige PCB-Design abschließen, da sie von den Fähigkeiten und Kosten des Herstellers abhängen. Wenn Sie dieses Gespräch nicht zu Beginn des Designprozesses führen, werden Sie möglicherweise Ihr Design ändern oder Ihr Layout komplett neu gestalten, was die Kosten Ihres Projekts erhöht.

3 Faktoren, die bei der Auswahl der Leiterplattendicke zu berücksichtigen sind

Manchmal kommen Designer zu dem Schluss, dass eine Standarddicke für ihre Anwendung am besten ist, während andere entscheiden, dass es besser ist, sie individuell anzupassen. Während Ihr endgültiges Design Sie zu der einen oder anderen Option führen kann, wird die Enddicke Ihrer Leiterplatte viele kostenbestimmende Faktoren beeinflussen. Einige der wichtigsten Faktoren, die Sie bei Ihren endgültigen Design- und Herstellungsentscheidungen berücksichtigen sollten, sind unten aufgeführt:

1. Ausstattungsmerkmale

Die erste Überlegung ist, ob Ihr Hersteller über die Ausrüstung verfügt, um die von Ihnen benötigte Plattendicke herzustellen. Die spezifischen Bereiche, die berücksichtigt werden müssen, sind oben im Abschnitt „Fertigungsfaktoren“ aufgeführt, aber diese Festlegung sollte früh im Designprozess getroffen werden. Wenn Ihre Anwendung bestimmte Funktionen erfordert, die nur mit fortschrittlichen Designtechniken erreichbar sind, ist es möglicherweise am besten, frühzeitig nach Herstellern zu suchen, die diese Anforderungen erfüllen können. Es ist jedoch wichtig, daran zu denken, dass fortgeschrittene Techniken höhere Kosten verursachen.

2. Bearbeitungszeit

Während Standard-Leiterplattendicken, wenn überhaupt, nur sehr wenige Anpassungen erfordern, erfordern kundenspezifische Dicken zeitaufwändige Änderungen. Jegliche benutzerdefinierten Dicken können es erforderlich machen, dass Hersteller die Geräteeinstellungen und Prozesse ändern, um den einzigartigen Anforderungen des Designs gerecht zu werden. Diese Anpassungen brauchen Zeit, was den Beginn der Fertigung verzögern und möglicherweise die Durchlaufzeit verlängern wird. Alle komplexen Konstruktionsmerkmale werden die für die Herstellung erforderliche Zeit weiter erhöhen. Wenn Sie sich für eine benutzerdefinierte Leiterplattendicke entscheiden, besprechen Sie dies unbedingt mit dem Hersteller, um einen ungefähren Zeitplan zu erhalten und Ihre Lieferschätzung entsprechend anzupassen.

3. Zusätzliche Kosten

Schließlich müssen Sie sicher sein, zu prüfen, ob ein benutzerdefiniertes Board für Ihr Unternehmen kosteneffektiv ist. Platinen in Standardstärke führen nicht zu den gleichen Herstellungskosten und Verzögerungen wie eine Platine in benutzerdefinierter Stärke, daher muss Ihr Unternehmen die Kosten und den Nutzen genau abwägen. Während die Kosten für spezielle Materialien, die für eine Standarddicke erforderlich sind, höher sein können, können diese Kosten ein lohnender Kompromiss im Vergleich zu den Änderungen sein, die erforderlich sind, um eine Leiterplatte mit benutzerdefinierter Dicke aufzunehmen.

Millennium Circuits kontaktieren

Es gibt viele Möglichkeiten in Bezug auf die Leiterplattendicke, die weit über das hinausgeht, was als „Standard“ gilt. Während die Verwendung einer Standard-Leiterplattendicke normalerweise zu einer schnelleren und kostengünstigeren Herstellung führt, stellen kundenspezifische Dicken sicher, dass Sie alle Funktionen erhalten, die Sie für Ihre einzigartige Anwendung benötigen. Unabhängig von Ihrer Wahl müssen Sie jedoch mit einem Leiterplattenlieferanten zusammenarbeiten, der Ihre Anforderungen erfüllen und fachkundige Beratung bieten kann. MCL ist hier, um zu helfen.

Millennium Circuits Limited ist ein Leiterplattenlieferant mit Sitz in Pennsylvania. Als führendes Unternehmen in unserer Branche ist es unser Ziel, unseren Kunden jedes Mal die besten Leiterplatten zu liefern. Unabhängig von der Art oder Menge der von uns hergestellten Leiterplatten sind wir bestrebt, erstklassigen Kundenservice mit Produkten zu bieten, die fachmännisch entwickelt, gut produziert und zu wettbewerbsfähigen Preisen angeboten werden.

MCL bedient über 400 Kunden weltweit mit Produktionsstandorten im In- und Ausland. Wenn Sie daran interessiert sind, mehr über unsere Fähigkeiten zu erfahren oder Optionen für Leiterplattendicken zu besprechen, wenden Sie sich bei Fragen noch heute an Millennium Circuits.