Épaisseur du PCB

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Lorsqu'il s'agit de dimensions pour des applications de fabrication, il est essentiel de comprendre et de travailler avec les normes. Cela est particulièrement vrai pour les circuits imprimés. Bien qu'il n'y ait pas de norme officielle pour l'épaisseur des PCB, certaines tailles sont préférées et couramment utilisées par les entreprises de fabrication. Ces épaisseurs préférées sont fortement recommandées pour simplifier la conception, tirer parti efficacement des équipements de fabrication et minimiser les coûts. Cependant, l'épaisseur du PCB peut varier et de nombreux concepteurs peuvent choisir de modifier l'épaisseur du PCB à des fins de conception et de fabrication spécifiques. Ici, nous examinons ce que signifie l'épaisseur de PCB "standard" et comment déterminer l'épaisseur de PCB pour votre prochain projet.

Qu'est-ce que l'épaisseur de PCB standard ?

L'épaisseur de base standard de MCL est de 0,062 pouce, ou 1/16 pouce, avec une tolérance de 10 %. Il s'agit d'une épaisseur de PCB très courante et est généralement considérée comme la norme de l'industrie. La raison en est que 1/16 de pouce était la taille des feuilles de bakélite fabriquées au début de la fabrication des PCB. Bien que cette épaisseur soit la plus courante, il existe d'autres épaisseurs courantes dans la fabrication de PCB.

En plus des cartes de 0,062 pouce, des cartes de 0,031 pouce et 0,093 pouce sont couramment utilisées, qui répondent aux besoins de cartes plus robustes ou multicouches. Les planches peuvent avoir d'autres épaisseurs à l'intérieur et à l'extérieur de cette plage, mais celles-ci sont considérées comme les épaisseurs les plus courantes.

11 facteurs ayant un impact sur l'épaisseur des PCB

Bien qu'il soit important de connaître les épaisseurs standard de l'industrie, de nombreux facteurs peuvent nécessiter une planche personnalisée. En fonction de ces facteurs de conception et de fabrication, votre carte devra peut-être avoir une épaisseur non standard. Deux principaux groupes de facteurs ont un impact sur l'épaisseur des PCB :les facteurs de conception et les facteurs de fabrication. Nous couvrons ces facteurs plus en détail ci-dessous et vous aiderons à déterminer comment choisir une épaisseur de PCB pour votre projet.

Facteurs de conception ayant un impact sur l'épaisseur du circuit imprimé

Les facteurs de conception sont pris en compte lors de la phase de conception du PCB. Ces facteurs se concentrent principalement sur la fonctionnalité et le but de la carte, plutôt que sur des considérations pratiques nécessaires lors de la fabrication, bien que les facteurs de fabrication aient un poids égal. Certains des facteurs de conception les plus importants qui ont un impact sur l'épaisseur du PCB sont les suivants :

1. Taille, poids et flexibilité

Les planches plus minces sont plus légères et plus flexibles que leurs homologues plus épaisses, mais se cassent plus facilement en raison de leur fragilité. Alors que les PCB flexibles doivent être minces pour atteindre leur flexibilité, les applications qui ne nécessitent pas de flexibilité peuvent bénéficier d'une carte légèrement plus épaisse pour des raisons d'intégrité structurelle. Cependant, bien que les cartes plus épaisses soient plus robustes, elles portent également plus de poids et occupent plus d'espace dans un appareil. Ces deux caractéristiques peuvent poser un problème pour les applications légères ou les appareils avec une capacité spatiale limitée. L'application finale du PCB détermine ces facteurs, qui doivent être parmi les premiers paramètres à définir avant de commencer la conception du PCB.

2. Épaisseur de cuivre

L'épaisseur du cuivre joue un rôle dans l'épaisseur globale du PCB. L'épaisseur de la couche de cuivre utilisée dépend généralement du courant qui doit traverser le PCB. L'épaisseur standard du cuivre est d'environ 1,4 à 2,8 mils (1 à 2 oz), mais cette épaisseur est ajustée en fonction des exigences uniques de la carte. Plus le cuivre est épais, plus la carte est épaisse et plus la carte sera chère en raison des besoins en matériaux et des défis de traitement.

3. Matériaux du Conseil

Le fonctionnement et la durée de vie d'un PCB dépendent du choix des matériaux, mais ces choix ont également un impact sur l'épaisseur de la carte. La fabrication typique de la carte comprend le substrat, le stratifié, le masque de soudure et la sérigraphie. Parmi ceux-ci, le stratifié et le substrat sont les matériaux les plus importants à prendre en compte, car ils fournissent la structure du panneau et ont un impact important sur l'épaisseur globale. Le substrat peut être constitué de papier et de résine époxy, de fibre de verre ou de céramique en fonction de la constante diélectrique nécessaire. Les stratifiés, quant à eux, sont constitués de résine thermodurcissable et de couches de papier ou de tissu. Les stratifiés et les substrats sont disponibles dans de nombreuses options qui déterminent les propriétés thermiques, mécaniques et électriques d'une carte de circuit imprimé, mais déterminent également l'épaisseur globale de la carte.

4. Le nombre de couches de PCB

Le nombre de couches de PCB influencera naturellement l'épaisseur de la carte. Alors que l'épaisseur des PCB de 2 à 6 couches peut tomber dans le seuil standard d'épaisseur de PCB, l'épaisseur des PCB de 8 couches et plus peut ne pas l'être. Alors que les fabricants peuvent être en mesure d'utiliser des couches de PCB plus minces pour obtenir une épaisseur standard, cela devient de plus en plus impraticable à mesure que le nombre de couches augmente. En pratique, si votre conception nécessite plus de couches, prévoyez une plus grande épaisseur de PCB. Si la conception ne nécessite pas plusieurs couches mais doit respecter certains paramètres d'épaisseur, réduire le nombre de couches sera le meilleur choix.

5. Types de signaux

Les PCB transportent une large gamme de types de signaux, qui peuvent déterminer les matériaux nécessaires pour la carte et donc influencer l'épaisseur de la carte. Par exemple, une carte qui transporte des signaux de haute puissance a besoin de cuivre plus épais et de pistes plus larges, ce qui signifie qu'elle sera nettement plus épaisse que les cartes fonctionnant dans un environnement à faible puissance. Cependant, les cartes haute densité avec des signaux plus complexes utilisent généralement des microvias laser, des traces fines et des matériaux fins hautes performances, elles sont donc généralement plus fines que les autres types de cartes.

6. Types de Vias

Les vias PCB acheminent les traces à travers les cartes plutôt que sur leurs surfaces, ce qui est important pour créer des conceptions plus compactes. De nombreux types de via différents peuvent être utilisés, notamment :

• Par via
• Micro via
• Passage aveugle
• Enterré via
• Via-in-pad

Le type et la densité des vias utilisés joueront un rôle dans l'épaisseur que la carte doit avoir pour s'adapter. Par exemple, les micro vias peuvent être utilisés sur des cartes plus fines, car ils sont plus petits et destinés aux connexions à haute densité.

7. Environnement d'exploitation

L'épaisseur de la carte, ainsi que les matériaux qui la composent, affecteront la conductivité et la résistance d'un PCB, rendant différentes épaisseurs souhaitables dans différents environnements. Par exemple, une carte mince ou flexible peut ne pas être le choix optimal pour les environnements d'exploitation difficiles. De plus, les pistes de cuivre plus épaisses sont moins stables thermiquement avec un courant élevé, ce qui les rend sous-optimales pour les environnements thermiquement variables ou à courant élevé. Les connecteurs et les composants du PCB sont également critiques, car ils ont certaines exigences matérielles et de performances qui peuvent être liées à l'épaisseur de la carte.

Sur la base de ces facteurs, les concepteurs peuvent raisonnablement évaluer si une épaisseur de PCB standard ou personnalisée est la plus souhaitable. Cependant, l'étape de conception ne s'arrête pas là :le fabricant doit ensuite s'impliquer pour discuter de ce dont il est capable et de l'impact que ses capacités peuvent avoir sur la conception finale du PCB.

Facteurs de fabrication ayant un impact sur l'épaisseur du PCB

En plus des facteurs de conception en jeu, les capacités de fabrication jouent également un rôle important dans la conception finale du PCB. y compris l'épaisseur. Voici quelques facteurs de fabrication à prendre en compte :

8. Équipement de forage

Alors que les concepteurs prêtent souvent attention à la taille et à l'espacement des trous de forage pour les objectifs de performance, les processus de fabrication des trous de forage ajoutent une couche de complexité. Lors du perçage de trous de tout type, les fabricants sont limités par l'épaisseur de la planche et les capacités de diamètre et de profondeur des fraiseuses et des lasers. Cette limitation est exprimée par un rapport d'aspect, qui est le rapport entre la profondeur du trou et le diamètre du trou de forage. Pour le perçage standard, tous les fabricants devraient être en mesure d'atteindre un rapport hauteur/largeur de 7:1. Certains fabricants peuvent obtenir un rapport d'aspect plus élevé, mais cela doit être discuté avec le fabricant avant de finaliser la conception de la carte, et cela a généralement un prix plus élevé. Pour les planches plus épaisses, cela signifie que les fabricants sont moins en mesure de réaliser des trous de petit diamètre.

9. Épaisseur de cuivre

Les traces de cuivre sont créées à l'aide de la gravure, qui est l'une des étapes les plus importantes de la fabrication des PCB. Les processus de fabrication, y compris la gravure ou le placage, dépendent de l'épaisseur de la couche de cuivre interne. Pour cette raison, des couches de cuivre plus épaisses auront un impact sur la fabricabilité, et potentiellement sur la conception et le coût du produit PCB final.

10. Nombre de calques

Comme indiqué précédemment, plus il y a de couches sur un PCB, plus il est difficile de fabriquer à une épaisseur standard. Alors que les fabricants spécialisés peuvent être en mesure de créer des PCB empilés avec des couches plus minces pour s'adapter à une épaisseur spécifique, cette capacité n'est pas universelle et a souvent un prix considérablement plus élevé. Assurez-vous de discuter de vos besoins en matière de superposition avec le fabricant avant de finaliser la conception afin de déterminer leurs capacités et ce qu'ils peuvent réaliser.

11. Méthode de dépanélisation

Un autre facteur de fabrication à prendre en compte est la dépanélisation. Les fabricants produisent des PCB dans un grand panneau contenant plusieurs cartes, puis séparent les panneaux en cartes individuelles. L'épaisseur de la planche a un impact sur les méthodes de dépanélisation qui peuvent être utilisées - les planches plus épaisses peuvent devoir être soigneusement dépanélisées à l'aide d'un rainurage, tandis que les planches plus minces peuvent être acheminées pour créer des onglets détachables. Encore une fois, travaillez en étroite collaboration avec le fabricant pour discuter des méthodes et des exigences de dépanélisation et de la manière de modifier la conception du PCB pour optimiser la dépanélisation.

Discutez de tous ces facteurs de fabrication avec votre fabricant avant de terminer la conception finale du circuit imprimé, car ils dépendent des capacités et des coûts du fabricant. Si vous n'avez pas cette conversation au début du processus de conception, vous risquez de devoir modifier votre conception ou de reconcevoir complètement votre mise en page, ce qui augmentera les coûts de votre projet.

3 facteurs à prendre en compte lors du choix de l'épaisseur du PCB

Parfois, les concepteurs concluront qu'une épaisseur standard est la meilleure pour leur application, tandis que d'autres décideront qu'il est préférable de personnaliser. Bien que votre conception finale puisse vous conduire vers une option ou l'autre, l'épaisseur finale de votre PCB influencera de nombreux facteurs déterminant les coûts. Certains des facteurs les plus importants à prendre en compte lors de vos choix finaux de conception et de fabrication sont répertoriés ci-dessous :

1. Capacités de l'équipement

La première considération est de savoir si votre fabricant dispose de l'équipement nécessaire pour fabriquer l'épaisseur de panneau dont vous avez besoin. Les domaines spécifiques à traiter sont répertoriés dans la section « Facteurs de fabrication » ci-dessus, mais cette détermination doit être faite dès le début du processus de conception. Si votre application nécessite certaines fonctionnalités qui ne peuvent être obtenues qu'à l'aide de techniques de conception avancées, il peut être préférable de rechercher rapidement des fabricants capables de répondre à ces besoins. Il est important de se rappeler, cependant, que toute technique avancée entraînera des coûts plus élevés.

2. Délai d'exécution

Alors que les épaisseurs de PCB standard nécessitent très peu d'ajustements, le cas échéant, les épaisseurs personnalisées nécessitent des changements coûteux en temps. Toute épaisseur personnalisée peut obliger les fabricants à modifier les paramètres et les processus de l'équipement pour répondre aux besoins uniques de la conception. Ces ajustements prennent du temps, ce qui retardera le début de la fabrication et augmentera potentiellement le délai d'exécution. Toute caractéristique de conception complexe augmentera encore le temps nécessaire à la fabrication. Si vous choisissez de poursuivre une épaisseur de PCB personnalisée, assurez-vous d'en discuter avec le fabricant pour obtenir un calendrier approximatif et ajuster votre estimation de livraison en conséquence.

3. Coût supplémentaire

Enfin, vous devez vous assurer d'évaluer si un tableau personnalisé sera rentable pour votre entreprise. Les panneaux d'épaisseur standard n'entraîneront pas les mêmes coûts et délais de fabrication qu'un panneau d'épaisseur personnalisée. Votre entreprise doit donc évaluer de près le coût par rapport aux avantages. Bien que le coût des matériaux spéciaux nécessaires pour s'adapter à une épaisseur standard puisse être plus élevé, ce coût peut être un compromis intéressant par rapport aux modifications nécessaires pour s'adapter à un panneau d'épaisseur personnalisée.

Contacter Millennium Circuits

Il existe de nombreux choix disponibles en termes d'épaisseur de PCB bien au-delà de ce qui est considéré comme "standard". Bien que l'utilisation d'une épaisseur de PCB standard se traduise généralement par une fabrication plus rapide et moins coûteuse, les épaisseurs personnalisées garantissent que vous obtenez toutes les fonctionnalités dont vous avez besoin pour votre application unique. Quel que soit votre choix, cependant, vous devez vous associer à un fournisseur de PCB qui peut répondre à vos besoins et offrir des conseils d'experts. MCL est là pour vous aider.

Millennium Circuits Limited est un fournisseur de circuits imprimés basé en Pennsylvanie. En tant que leader de notre industrie, notre objectif est de fournir à nos clients les meilleurs PCB à chaque fois. Quel que soit le type ou le volume de PCB que nous produisons, nous nous efforçons de fournir un service client de premier ordre avec des produits conçus de manière experte, bien fabriqués et à des prix compétitifs.

MCL sert plus de 400 clients dans le monde avec des sites de fabrication nationaux et étrangers. Si vous souhaitez en savoir plus sur nos capacités ou si vous souhaitez discuter des options d'épaisseur de PCB, contactez Millennium Circuits dès aujourd'hui pour toute question.