Espessura do PCB

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Ao se referir às dimensões para aplicações de fabricação, os padrões são essenciais para entender e trabalhar. Isto é especialmente verdadeiro para placas de circuito. Embora não haja um padrão oficial para a espessura do PCB, certos tamanhos são preferidos e comumente usados entre as empresas de fabricação. Essas espessuras preferidas são altamente recomendadas para simplificar o projeto, alavancar efetivamente os equipamentos de fabricação e minimizar os custos. No entanto, a espessura do PCB pode variar e muitos projetistas podem optar por alterar a espessura do PCB para fins específicos de projeto e fabricação. Aqui, analisamos o que significa a espessura “padrão” do PCB e como determinar a espessura do PCB para o seu próximo projeto.

Qual é a espessura padrão do PCB?

A espessura de base padrão da MCL é de 0,062 polegadas, ou 1/16 polegadas, com uma tolerância de 10%. Esta é uma espessura de PCB muito comum e normalmente é considerada o padrão da indústria. A razão para isso é que 1/16 de polegada era o tamanho das folhas de baquelite fabricadas nos primeiros dias de fabricação de PCB. Embora essa espessura seja a mais comum, no entanto, existem outras espessuras comuns vistas na fabricação de PCB.

Além das placas de 0,062 polegadas, são comumente usadas placas de 0,031 polegadas e 0,093 polegadas, que atendem às necessidades de placas mais robustas ou multicamadas. As placas podem ter outras espessuras dentro e fora dessa faixa, mas essas são consideradas as espessuras mais comuns.

11 fatores que afetam a espessura do PCB

Embora seja importante conhecer as espessuras padrão da indústria, muitos fatores podem exigir uma placa personalizada. Dependendo desses fatores de projeto e fabricação, sua placa pode precisar ter uma espessura fora do padrão. Dois grupos principais de fatores afetam a espessura do PCB – fatores de projeto e fatores de fabricação. Cobrimos esses fatores com mais detalhes abaixo e o ajudaremos a determinar como escolher uma espessura de PCB para seu projeto.

Fatores de projeto que afetam a espessura do PCB

Os fatores de projeto são considerados durante a fase de projeto do PCB. Esses fatores se concentram principalmente na funcionalidade e na finalidade da placa, em vez de considerações práticas necessárias durante a fabricação, embora os fatores de fabricação tenham o mesmo peso. Alguns dos fatores de projeto mais importantes que afetam a espessura do PCB incluem o seguinte:

1. Tamanho, peso e flexibilidade

As placas mais finas são mais leves e flexíveis do que as mais grossas, mas quebram mais facilmente devido à fragilidade. Embora os PCBs flexíveis devam ser finos para alcançar sua flexibilidade, os aplicativos que não exigem flexibilidade podem se beneficiar de uma placa um pouco mais espessa por causa da integridade estrutural. No entanto, embora as placas mais grossas sejam mais robustas, elas também carregam mais peso e ocupam mais espaço dentro de um dispositivo. Ambos os recursos podem representar um problema para aplicativos leves ou dispositivos com capacidade espacial limitada. A aplicação final do PCB determina esses fatores, que devem ser alguns dos primeiros parâmetros a serem definidos antes de iniciar o projeto do PCB.

2. Espessura do cobre

A espessura do cobre desempenha um papel na espessura geral do PCB. A espessura da camada de cobre usada geralmente depende da corrente que precisa passar pela PCB. A espessura padrão do cobre é de aproximadamente 1,4 a 2,8 mils (1 a 2 oz), mas essa espessura é ajustada de acordo com os requisitos exclusivos da placa. Quanto mais espesso o cobre, mais espessa a placa e mais cara ela será devido às necessidades de material e desafios de processamento.

3. Materiais do Conselho

A operação e a vida útil de uma PCB dependem da escolha dos materiais, mas essas escolhas também afetam a espessura da placa. A fabricação típica de placas consiste no substrato, laminado, máscara de solda e serigrafia. Destes, o laminado e o substrato são os materiais mais importantes a serem considerados, pois fornecem a estrutura da placa e têm grande impacto na espessura geral. O substrato pode consistir em papel e resina epóxi, tecido de vidro ou cerâmica dependendo da constante dielétrica necessária. Os laminados, por outro lado, consistem em resina termofixa e camadas de papel ou tecido. Tanto os laminados quanto os substratos vêm em muitas opções que determinam as propriedades térmicas, mecânicas e elétricas de uma placa de circuito, mas também determinam a espessura geral da placa.

4. O número de camadas de PCB

O número de camadas de PCB influenciará, compreensivelmente, a espessura da placa. Enquanto a espessura de PCBs de 2-6 camadas pode estar dentro do limite padrão de espessura de PCBs, a espessura de PCBs de 8 camadas ou superior pode não. Embora os fabricantes possam usar camadas de PCB mais finas para atingir a espessura padrão, isso se torna cada vez mais impraticável à medida que o número de camadas aumenta. Praticamente falando, se o seu projeto precisar de mais camadas, permita uma maior espessura de PCB. Se o design não exigir várias camadas, mas precisar atender a determinados parâmetros de espessura, reduzir o número de camadas será a melhor escolha.

5. Tipos de sinal

PCBs carregam uma ampla gama de tipos de sinais, que podem determinar os materiais necessários para a placa e, portanto, influenciar a espessura da placa. Por exemplo, uma placa que transporta sinais de alta potência precisa de cobre mais espesso e traços mais largos, o que significa que será significativamente mais espessa do que placas operando em um ambiente de baixa potência. Placas de alta densidade com sinais mais complexos, no entanto, normalmente usam microvias a laser, traços finos e materiais finos de alto desempenho, portanto, são tradicionalmente mais finos do que outros tipos de placa.

6. Tipos de Vias

Vias PCB direcionam os traços através das placas em vez de em suas superfícies, o que é importante para criar projetos mais compactos. Muitos tipos diferentes de via podem ser usados, incluindo:

Através de
Microvia
Via cega
Enterrado por
Através do teclado

O tipo e a densidade das vias usadas influenciarão na espessura da placa para acomodar. Por exemplo, microvias podem ser usadas em placas mais finas, pois são menores e destinadas a conexões de alta densidade.

7. Ambiente operacional

A espessura da placa, bem como os materiais que a compõem, afetarão a condutividade e a resistência de uma PCB, tornando desejáveis espessuras diferentes em ambientes diferentes. Por exemplo, uma placa fina ou flexível pode não ser a escolha ideal para ambientes operacionais difíceis. Além disso, traços de cobre mais espessos são menos estáveis termicamente com alta corrente, tornando-os subótimos para ambientes termicamente variáveis ou de alta corrente. Os conectores e componentes no PCB também são críticos, pois possuem certos requisitos de material e desempenho que podem estar relacionados à espessura da placa.

Com base nesses fatores, os projetistas podem avaliar razoavelmente se uma espessura de PCB padrão ou personalizada é mais desejável. No entanto, o estágio de projeto não termina aqui – o fabricante deve se envolver para discutir do que eles são capazes e como seus recursos podem afetar o projeto final da PCB.

Fatores de fabricação que afetam a espessura do PCB

Além dos fatores de projeto em jogo, os recursos de fabricação também desempenham um papel significativo no projeto final da PCB. incluindo espessura. Alguns fatores de fabricação a serem considerados incluem o seguinte:

8. Equipamento de Perfuração

Embora os projetistas geralmente prestem atenção ao tamanho e espaçamento dos furos para objetivos de desempenho, os processos de fabricação de furos adicionam uma camada de complexidade. Ao perfurar furos de qualquer tipo, os fabricantes são limitados pela espessura da placa e pelas capacidades de diâmetro e profundidade das fresadoras e lasers. Esta limitação é expressa através de uma razão de aspecto, que é a razão entre a profundidade do furo e o diâmetro do furo. Para perfuração padrão, todos os fabricantes devem conseguir uma proporção de 7:1. Alguns fabricantes podem obter uma proporção maior, mas isso deve ser discutido com o fabricante antes de finalizar o design da placa e geralmente tem um preço mais alto. Para placas mais grossas, isso significa que os fabricantes são menos capazes de obter furos de pequeno diâmetro.

9. Espessura do cobre

Os traços de cobre são criados usando gravação, que é uma das etapas mais importantes na fabricação de PCB. Os processos de fabricação, incluindo gravação ou chapeamento, dependem da espessura da camada interna de cobre. Por esse motivo, camadas de cobre mais espessas afetarão a fabricação, impactando potencialmente o projeto e o custo do produto final de PCB.

10. Contagem de camadas

Como discutido anteriormente, quanto mais camadas em um PCB, mais difícil é fabricar com uma espessura padrão. Embora os fabricantes especializados possam criar PCBs empilhados com camadas mais finas para acomodar uma espessura específica, esse recurso não é universal e geralmente tem um preço muito maior. Certifique-se de discutir suas necessidades de camadas com o fabricante antes de finalizar o projeto para determinar seus recursos e o que eles podem alcançar.

11. Método de despainelização

Outro fator de fabricação a ser considerado é a despainelização. Os fabricantes produzem PCBs em um grande painel contendo várias placas e depois separam os painéis em placas individuais. A espessura da placa afeta os métodos de despainelização que podem ser usados - placas mais grossas podem precisar ser cuidadosamente despainelizadas usando entalhes, enquanto placas mais finas podem ser roteadas para criar abas separáveis. Novamente, trabalhe em estreita colaboração com o fabricante para discutir os métodos e requisitos de despainelização e como alterar o design da PCB para otimizar a despainelização.

Discuta todos esses fatores de fabricação com seu fabricante antes de concluir o projeto final da PCB, pois eles dependem dos recursos e custos do fabricante. Se você não tiver essa conversa no início do processo de design, poderá modificar seu design ou redesenhar completamente seu layout, aumentando os custos do seu projeto.

3 fatores a serem considerados ao escolher a espessura do PCB

Às vezes, os designers concluem que uma espessura padrão é melhor para sua aplicação, enquanto outros decidem que é melhor personalizar. Embora seu projeto final possa levá-lo a uma opção ou outra, a espessura final do seu PCB influenciará muitos fatores determinantes de custo. Alguns dos fatores mais importantes a serem considerados ao fazer suas escolhas finais de projeto e fabricação estão listados abaixo:

1. Capacidades do Equipamento

A primeira consideração é se o seu fabricante tem o equipamento para fabricar a espessura de placa que você precisa. As áreas específicas a serem abordadas estão listadas na seção “Fatores de fabricação” acima, mas essa determinação deve ser feita no início do processo de projeto. Se o seu aplicativo exigir determinados recursos que só podem ser alcançados usando técnicas avançadas de design, pode ser melhor pesquisar fabricantes que possam atender a essas necessidades com antecedência. É importante lembrar, no entanto, que quaisquer técnicas avançadas resultarão em custos mais altos.

2. Tempo de resposta

Enquanto as espessuras de PCB padrão exigem muito pouco ajuste, se houver, as espessuras personalizadas exigem mudanças dispendiosas. Quaisquer espessuras personalizadas podem exigir que os fabricantes alterem as configurações e processos do equipamento para acomodar as necessidades exclusivas do projeto. Esses ajustes levam tempo, o que atrasará o início da fabricação e potencialmente aumentará o tempo de resposta. Quaisquer recursos de projeto complexos aumentarão ainda mais o tempo necessário para a fabricação. Se você optar por buscar uma espessura de PCB personalizada, certifique-se de discutir isso com o fabricante para obter um cronograma aproximado e ajustar sua estimativa de entrega de acordo.

3. Custo Adicional

Por fim, você precisa avaliar se uma placa personalizada será econômica para o seu negócio. Placas de espessura padrão não resultarão nos mesmos custos e atrasos de fabricação que uma placa de espessura personalizada, portanto, sua empresa precisa avaliar de perto o custo versus o benefício. Embora o custo de materiais especiais necessários para acomodar uma espessura padrão possa ser maior, esse custo pode ser uma compensação que vale a pena em comparação com as mudanças necessárias para acomodar uma placa de espessura personalizada.

Entre em contato com a Millennium Circuits

Existem muitas opções disponíveis em termos de espessura de PCB muito além do que é considerado “padrão”. Embora o uso de uma espessura de PCB padrão geralmente resulte em uma fabricação mais rápida e menos dispendiosa, as espessuras personalizadas garantem que você obtenha toda a funcionalidade necessária para sua aplicação exclusiva. Independentemente da sua escolha, no entanto, você precisa fazer parceria com um fornecedor de PCB que possa atender às suas necessidades e oferecer consultoria especializada. A MCL está aqui para ajudar.

Millennium Circuits Limited é um fornecedor de placas de circuito impresso com sede na Pensilvânia. Como líder em nosso setor, nosso objetivo é sempre oferecer aos nossos clientes os melhores PCBs. Independentemente do tipo ou volume de PCBs que estamos gerando, nos esforçamos para fornecer atendimento ao cliente de alto nível com produtos projetados com habilidade, bem produzidos e com preços competitivos.

A MCL atende a mais de 400 clientes em todo o mundo com locais de fabricação nacionais e estrangeiros. Se você estiver interessado em saber mais sobre nossos recursos ou quiser discutir as opções de espessura de PCB, entre em contato com a Millennium Circuits hoje mesmo para tirar suas dúvidas.