ПҚБ қалыңдығына арналған толық нұсқаулық: 2025 жылғы толық нұсқа

ПҚБ қалыңдығына кіріспе

Печаттық платаны ( ПХБ ) жобалағанда, PCB қалыңдығы жобаның сәттілігін анықтайтын маңызды факторлардың бірі болып табылады. ПП қалыңдығы төменгі қабаттан жоғарғы қабатқа дейінгі барлық мыс қабаттарын, негізді, прегрегті, қорғау қабығын және беткі өңдеуді қамтитын тақтаның жалпы биіктігін білдіреді. Қолданбаға қажетті қалыңдықты қарастырып, тексеріп алу маңызды болғандықтан, электрондық өнімдерді жобалау үшін тиісті қалыңдықты таңдау өте маңызды.

Төмендегі PCB қалыңдығының нұсқаулығы PCB қалыңдығы стандарттарына, тақта қалыңдығына әсер ететін факторларға, PCB қалыңдығының электрлік, жылулық және механикалық сипаттамаларға әсеріне және нақты қажеттіліктерге сәйкес дұрыс қалыңдықты таңдауға толық шолу жасайды. Екі қабатты тақта үшін стандартты PCB қалыңдығы керек болсын немесе көп қабатты тақта үшін тиесілі қалыңдық нұсқаларын зерттеп жатсаңыз да, бұл нұсқаулық сіздің жобаңыз өндіру, жинау және қолдану талаптарын қанағаттандыратынына кепілдік береді.

PCB қалыңдығы деген не? PCB қалыңдығын түсіну және оның маңызы

PCB қалыңдығы — барлық қабатталған қабаттарды қамтитын PCB тақтаның жалпы қалыңдығын білдіреді. PCB қалыңдығын түсіну — әрбір PCB конструкторы мен өндірушінің меңгеруі тиіс негізгі негіздердің бірі.

Неліктен PCB қалыңдығы маңызды

Құрылымдық бүтіндік: PCB-ның қажетті қалыңдығы схема панелінің механикалық беріктік талаптарына сай келуін қамтамасыз етеді. Қалың PCB-лар иілу немесе сынбау үшін азырақ бейім, бұл әсіресе үлкен панельдер немесе механикалық кернеуге ұшырайтын панельдер үшін маңызды.

Электрлік өнімділік: PCB-ның қалыңдығы сигналдарды тарату мен импедансты бақылауға әсер етеді, әсіресе жоғары жиілікті немесе RF PCB-ларда. Мыс қабаттарының арасындағы диэлектрик қалыңдығы импедансты бақылау сызықтары үшін маңызды.

Жылумен басқару: Қалың негіздер мен мыс фольгасының қалыңдығының артуы жылуды шашырату тиімділігін арттырады.

Өндіру мен жинау: Стандартталған PCB қалыңдығы өндіру мен жинау процестерін оптимизациялауға көмектеседі және коннекторлармен, дәнекерлеу әдістерімен және корпуспен үйлесімділікті және тұрақтылықты қамтамасыз етеді.

Қолдануға бейімділік: Ауыр коннекторлар немесе жоғары токты қуат қолданбаларын қамтитын жағдайларда жиі қалың PCB материалдары қажет болады.

Платаның құрылымына арналған нұсқау: Анатомия және платаның қалыңдық қабаттары

Плата қалыңдығының жалпы мөлшері конструкциядағы барлық материалдың қабаттары қалыңдығының жиынтығы болып табылады.

Жалпы PCB қалыңдығына әсер ететін қабаттар:

Мыс фольга қабаты:
Мыс қалыңдығы әдетте квадрат футына унция (oz) арқылы өлшенеді. Стандартты мыс қалыңдықтары (мысалы, 1 oz, 2 oz және 3 oz) трассалардың ток көтеру қабілеті мен өткізгіштердің қалыңдығына тікелей әсер етеді.

Диэлектрикалық ядро мен препрег:
Ядро материалдарының (мысалы, FR4, полиимид) және препрег қалыңдығының таңдауы жалпы қалыңдықты анықтаудың бір себебі ғана емес, сонымен қатар электрлік өнімділік пен жылу сипаттамаларына да үлкен әсер етеді.

Қорғасыз қабық қалыңдығы:
Әдетте 0,05 мм-ден кем болса да, қорғасыз қабықтың болуы жалпы қалыңдықты шамалы арттырады және дәнекерлеу бұйымдарының сенімділігіне маңызды рөл атқарады.

Бетінің қапталу процестері:
ENIG (Электролизсіз никельді-алтынмен қаптау), HASL (Қыздырылған ауамен қатарластыру) немесе OSP (Ұстау қабілетін сақтайтын органикалық қорғағыш) болсын, бұл процестер тек микрон деңгейіндегі қалыңдық қосады. Алайда олар ұстау қабілеті үшін маңызды және тығыз орамды немесе жоғары жиілікті қолдануларда қалыңдықты бақылауда ерекше маңызға ие.

Жиі кездесетін ПП қалыңдығының стандарттары: Сіздің жобаңызға сәйкес қалыңдықты таңдау

ПП өндірісіндегі стандартты қалыңдықтар

ПХБ мыс қалыңдығын түсіну: Стандарттар, фольга қалыңдығы және қолданылуы

Мыс фольганың қалыңдығы сигналдарды өңдеу мен қуатты ұстау мүмкіндігіне тікелей әсер етеді және сондықтан кез келген ПХБ қалыңдығының негізгі элементі болып табылады.

Мыс қалыңдығының анықтамасы
Плата бетінің әр жағындағы мыс қабатының қалыңдығын білдіреді және әдетте шаршы футына унция (oz/ft²) арқылы өлшенеді. Мысалы, 1 oz мыс қалыңдығы шамамен 35 микрометрге тең, бұл ППБ өндірісінде ең кеңінен қолданылатын негізгі өлшем бірлігі болып табылады.

Негізгі әсерлер
Мыс фольганың қалыңдығы тек іздердің токты тасымалдау қабілетін ғана емес, сонымен қатар минималды із арақашықтығын, тақтаның жалпы қалыңдығын және жылу басқару тиімділігін де тікелей әсер етеді.

Жиі кездесетін сипаттамалар мен қолданыстар
• 1 oz (35µm) – Стандартты сигналдық желілер мен қуат іздері, тұтынушы электроникасында кеңінен қолданылады.
• 2 oz (70µm) – Жоғары токты және қуатты ППБ, кең із ендері, жақсартылған жылу өткізу жолдары.
• 3 oz (105µm) – Жоғары қуатты тізбектер, LED драйверлері және лезде өсетін жүктемелерге шыдайтын қалың мыс ППБ.

Мыс салмағы мен қолданыстары

ПҚБ қалыңдығына әсер ететін факторлар: Дұрыс қалыңдықты таңдау

ПҚБ қалыңдығына арналған нұсқаулық ПҚБ-ның оптималды қалыңдығын анықтайтын негізгі айнымалылардың терең талдаусыз толық болмайды. Сіздің жобаңыз үшін тиісті қалыңдықты таңдаған кезде мына маңызды элементтерге назар аударыңыз:

1. Плата қабатының саны

• Көп қабатты плата (4, 6, 8 немесе одан да көп қабат) табиғи түрде 2 қабатты PCB-ден қалың болады. Әрбір қосымша PCB қабатына соңында қалыңдыққа әсер ететін қосымша препрег пен мыс қажет болады.

2. Қолданылатын PCB материалдары

• Негізгі материалды таңдау диэлектрик тұрақтысына ғана емес, сонымен қатар механикалық беріктікке және жылуға төзімділікке әсер етеді. Жалпы мақсатта пайдалану үшін стандартты FR4 жиі қолданылады, ал полииимид және металл негізді PCB-лер иілгіш немесе жоғары жылу кезінде жұмыс істеу үшін қолданылады.
• PCB-ның құрылымы мен өндірісінде қолданылатын ядроның қалыңдығы мен препрег түрі басып шығарылған схемалық платаның тұрақтылығы мен сенімділігіне әсер етуі мүмкін.

3. Мыс фольга/Мыс қалыңдығы

• Мыс қабатының қалыңдығы трасса енінің талаптарына, қуат шығынына және кейде PCB-нің қалыңдығына тікелей әсер етеді. Мыс қалыңдығы әдетте қолданбаның ток қажеттілігі арқылы белгіленеді.

4. Қолдану талаптары

• Механикалық тұрақтылық пен жылу менеджменті үшін қуатты PCB және өнеркәсіптік контроллерлерде қалыңдау PCB қажет болуы мүмкін, ал жоғары жиілікті тақталар импеданс сәйкестендіру үшін жұқалау диэлектрик қажет етуі мүмкін.
• Тұтынушы құрылғылары үшін жұқа PCB кішірек және жеңіл өнімдерді мүмкіндік береді.

5. Механикалық шектеулер

• Егер тақта өте тығыз кеңістікке сыйуы немесе арнайы коннекторлар қажет болса, функционалды үйлесімді PCB жобалау үшін дұрыс қалыңдық маңызды.

6. Жылулық ескертулер

• Мыс қалыңдығы мен тақтаның жалпы қалыңдығы жылуды шашыратуда рөл атқарады. Істен шығу қаупі бар жобалар үшін жиі қалың, жақсы қабатталған тақта шешім болып табылады.

7. Құны және өндіру шектеулері

• Қалың PCB, тапсырыс бойынша жиналған қабаттар немесе сирек кездесетін қалыңдықтар PCB өндіру және өндіру құнын көтереді. Стандартты қалыңдықтар (мысалы, 1,6 мм) құрастыру үшін экономикалық тиімдірек және тезірек.

8. Дәк қорғау және бетінің өңделуі

• Лахтандырғыш масканың қалыңдығы мен бетінің сапасы шағын, бірақ дәл жуықтауларға әсер етуі мүмкін: ұсақ қадамды BGA, QFN және микробағдарламалық пакеттерге.

ПП Қалыңдығының Өнімділік пен Сенімділікке Әсері

ПП қалыңдығы дизайндағы электрлік және физикалық маңызды сипаттамаларға тікелей әсер етеді.

Сигналдың Бүтіндігі мен Импедансы

• Жоғары жылдамдықты цифрлық және RF ПП-да диэлектриктің қалыңдығы (мыс жазықтықтары арасындағы қашықтық) сигнал импедансын реттейді.
• Жұқа тақталар импеданс бақылауын дәлірек жасауға мүмкіндік береді.

Қуат пен Жылумен Жұмыс Істеу

• Дұрыс қалыңдық қуат қоректендіру тақталарында, қуат электроникасында және LED жарықтандыруда ыстық нүктелер мен істен шығуларды болдырмау үшін жылуды тиімді шашыратады.
• Қалың мыс пен қалың ПП токты таратуды төзімдірек етеді.

Механикалық қалыптастыру

• Қалың ПП механикалық кернеулерге, тербелістерге және кірістіру/шығару циклдеріне төзімді. Мысалы, автомобильдердің ЭББ және өнеркәсіптік басқару жүйелерінде беріктік үшін жиі тақтаның минималды қалыңдығы көрсетіледі.

Өндіріс және құрастыру

• 1,6 мм сияқты стандартты қалыңдық өнеркәсіптік стандартты коннекторлармен, толқынды лазерлеу және рифлоу печьтерімен оңай сәйкестікті қамтамасыз етеді.
• Тым қалың немесе тым жұқа тақталар қосымша өндірістік шығындарға әкелуі мүмкін немесе арнайы жинау процестерін талап етуі мүмкін.

Қолданылу аясы бойынша ПП қалыңдығының әсері

Арнайы қолданбалар үшін PCB қалыңдығын оптимизациялау

Таңдаулы немесе стандартты емес қалыңдықтар қажет болған кезде оны нақтылау маңызды.

Икемді және киілетін PCB
• Икемділікті және ыңғайлылықты сақтау үшін ультра жұқа негіздерді (0,2–0,4 мм) талап етеді.
• Негізгі нұсқау: Минималды иілу радиусын әрдайым тексеріңіз және өндіруші беріктікті жоғалтпай дәл қалыңдықты бақылай алатынына көз жеткізіңіз.

Жоғары жиілікті және RF-тізбектер
• Дәл импедансты бақылау диэлектрик қабат қалыңдығының қатаң допусстарын талап етеді.
• Көпқабатты конфигурациялар арнайы прегрег материалдарын қолдануы және сигналдың сапасын сақтау үшін жалпы қалыңдықты минималдандыруы керек.

Жоғары қуатты/Өнеркәсіптік/Автомобильдік электроника
• Толқыннан қорғау, жылумен басқару және қауіпсіздік талаптарын қамтамасыз ету үшін мықты қалың негіздерді (≥2,0 мм) және ауыр мысты (2–3 унция) қолданыңыз.
• Тесіктен өтетін қуатты коннекторлар немесе үлкен орнату бұрандаларын қолданған кезде қалыңдықты тиісті түрде таңдау қажет болуы мүмкін.

LED жарықтандыру және қуат модульдері
• Алюминий немесе керамикалық негіздер компоненттерден жылуды тиімді шашу үшін жалпы қалыңдығы әдетте 2 мм-ден асады.
• Жылумен басқару қалыңдықтың дизайнында негізгі фактор болып табылады.

2025 жылға арналған PCB қалыңдығы бойынша соңғы тенденциялар мен инновациялар

Кішірейген құрылғылар, жұқа тақталар

• Тұтынушылардың кішірек және жеңіл құрылғыларға деген құштарлығы 0,6–1,0 мм аралығында жасалатын тақталардың санын арттырады.
• «Коресіз» ламинаттар мен дамыған қабаттық дизайн IoT, медициналық және киілетін өнімдер үшін шектерді итеріп жылжытуға мүмкіндік береді.

Қалың мыс, ақылды қуат

• Дамыған мыспен капттау этч дефектілерін немесе бұрмаланудың алдын ала отырып, жоғары қуатты конструкцияларды (6 унция мысқа дейін) мүмкіндік береді.
• Қабатты мыс (бір PCB-та айнымалы мыс қалыңдығы) қалың және жұқа бөліктерді стратегиялық орналастыруға мүмкіндік береді.

Экологияға қолайлы және нормативтік сәйкестік

• Галогенсіз, RoHS-ке сәйкес материалдар қазір стандарт болып табылады және кейде PCB-ның жалпы қалыңдығын сәл арттыруға әкеледі.
• Осы тенденцияларды белсенді түрде басқаратын PCB өндірушілері нәтижесінде одан әрі сенімді және сәйкес келетін өнімдерді ұсынады.

Автоматтандырылған Қалыңдықты Тестілеу және Сапа Бақылау

• Қазіргі заманғы PCB өндіріс желілері лазерлік қалыңдық өлшеулерін және AOI тексерулерін қамтиды, бұл қалыңдық стандарттарына сәйкестікті және аздау дәлдікті қамтамасыз етеді және шығымның жоғалуын азайтады.

PCB Қалыңдығын Таңдау: Қадамдық Нұсқаулық

PCB қалыңдығын таңдау үшін қарапайым нұсқаулық:

Қолданылуы мен ортасын анықтау: Өзіңізге сұрақ қойыңыз: Менің плата қандай механикалық, электрлік және жылулық талаптарға төтеп бере алады? Бұл оптималды қалыңдықты анықтайды.

Мүмкіндігінше стандартты таңдаңыз: 1.6 мм көбінесе барлық конструкциялар үшін негізгі болып табылады, бұл PCB өндірісін арзандау және жинақтауды тегістейді.

Темір қалыңдығы талаптарын есептеңіз: Шыңдық ток үшін темірдің минималды мөлшерін анықтау үшін IPC стандарттарын және калькуляторларды пайдаланыңыз.

PCB қабат санының факторы: Артық қабат = қосымша қалыңдық. Көп қабатты PCB бірдей негізгі материалмен алынған 2 қабатты PCB-ден әруақытта қалың болады.

Қабаттасуды модельдеу: Қабаттасуды визуализациялау және тексеру үшін PCB дизайны құралдарын пайдаланыңыз — кейбіреулері жұмыс сапасы мен өндірістілікті ескере отырып, қалыңдық диапазонын оптимизациялауға мүмкіндік береді.

PCB өндірушіңізбен талқылаңыз: Ерте кері байланыс сізге жұмыс сапасын оңай өндіруге болатын нәрселермен тепе-теңдік орнатуға және өндіріс кедергілерінен қашуға көмектеседі.

Талаптарыңызды құжаттаңыз: Өндіру ескертпелерінде қалыңдықты, мыс салмағын және диэлектрикалық қабаттасуды көрсету хабарласудағы қателіктерді азайтады және PCB-ңіздің күтілетін талаптарға сай келуін қамтамасыз етеді.

PCB қалыңдығын таңдағанда жиі жіберілетін қателіктер

• PCB қабат санын жалпы қалыңдықпен шатастыру: Егер жұқа прегрегаттар немесе негіз пайдаланылса, көбірек қабаттар әрқашан тақтаның қалың болуын білдірмейді.
• Коннектор немесе корпус үйлесімділігін ескермеу: Барлық коннекторларға стандартты PCB қалыңдығының бәрі лайық болмайды — стекті растамас бұрын қоса тексеріңіз.
• ПЛБ дизайнының бір аспекті үшін асыра оптимизациялау: Жұқалық үшін механикалық беріктіктен бас тарту немесе керісінше өрісте ПЛБ-ңіздің жойылуына әкеп соғуы мүмкін.
• Мыс салмағын ескермеу: Қалың мыс минималды трасса енін радикалды өзгертеді, финалдық қалыңдыққа қосылады және жинақтауға әсер етуі мүмкін.
• Өндіру допускаларын ескермеу: Таңдауыңызға сәйкес немесе сирек кездесетін қалыңдықтар жеткізу мерзімін ұзартуы немесе қосымша шығындар туғызуы мүмкін.

ЖИ: ПП тақтаның қалыңдығына қатысты жиі қойылатын сұрақтар

Сұрақ: Стандартты PCB қалыңдығы қандай?

Жауап: Стандартты PCB қалыңдығы 1,6 мм, бірақ 0,4 мм-ден 3,2 мм-ге дейінгі көптеген мәндер қолданылады.

Сұрақ: Тоталдық тақтаның қалыңдығы қалай көрсетіледі?

Жауап: Қалыңдық деп барлық қабаттар мен жабындарды қоса есептегенде, PCB-нің бір бетінен екіншісіне дейінгі жалпы биіктікті айтады.

Сұрақ: Неліктен PCB тақтаның қалыңдығы осылшама маңызды?

Жауап: Қалыңдық беріктікке, сигналдық өнімділікке, жылу шығаруға және өндірістік үйлесімділікке әсер етеді.

Сұрақ: Менде 2 қабатты PCB бар — ұсынылатын қалыңдық қандай?

Жауап: Көбінесе 2 қабатты тақталарда массалық нарықтағы коннекторлар мен жұмыспен қамту үшін ең жақсы деп саналатын 1,6 мм қолданылады.

Сұрақ: PCB-ға тапсырыс бойынша қалыңдықты сұрауға бола ма?

Жауап: Иә, тапсырыс бойынша қалыңдық мүмкін. Дегенмен, стандартты емес қалыңдықтар ұзағырақ жеткізу уақытын және жоғарырақ PCB өндіру құнын талап етуі мүмкін. Әрқашан тапсырыс бойынша қалыңдық талаптарыңызды ерте PCB өндірушіңізбен келісіп алыңыз.

Сұрақ: ППА қалыңдығы жинауға әсер етеді ме?

Жауап: Мүмкін. Стандарттыдан жұқа тақталар (мысалы, 1,0 мм-ден аз) ППА жинау кезінде арнайы өңдеуді қажет етеді, ал 2,4 мм-ден жоғары қалыңдықты тақталар өзгеріссіз жалпы автоматтандырылған жинау немесе қосылғыш жүйелеріне сәйкес келмеуі мүмкін.

Сұрақ: Қалыңдықты арттыру сенімділікті арттырады ма?

Жауап: Әрқашан емес. Қалың ППА механикалық беріктікті және жылу шашыратуды арттыра алатынымен, қосымша қалыңдық материалдарға кететін шығындарды арттырып, жоғары тығыздықтағы ППА конструкциясы үшін қажет болатын нәзік элементтерді жасауды қиындатуы мүмкін.

Сұрақ: ППА мыс қалыңдығын таңдау бойынша ұсыныстар бар ма?

Жауап: Иә! Ток өткізу қажеттілігіне байланысты ұсынылатын мыс қалыңдығы үшін IPC-2221 және ППА өндірушінің конструкторлық нұсқаулығына қараңыз; көбінесе қолданбаларда 1 унция немесе 2 унция қолданылады, бірақ қуатты конструкцияларда 3 унция немесе одан да жоғары қажет болуы мүмкін.

Сұрақ: Мыс қалыңдығы эрозиялау мен дайындауға қалай әсер етеді?

A: Мыс фольганың қалыңдығының артуы ең кіші іздің ені мен арақашықтығын ұлғайтуды талап етеді және әсіресе бірнеше қабатта қалыңдығы жоғары мыспен көп қабатты PCB-лерде эрозия қиындайды.

С: Барлық PCB құрылымдары үшін оптималды қалыңдық бар ма?

Ж: Жалпыға бірдей шешім жоқ. Оптималды қалыңдықты анықтау үшін әрбір жобаның механикалық, электрлік және құнына қойылатын талаптарды талдаңыз. Талдауыңызды негіздеу үшін осы толық нұсқаулықты пайдаланыңыз.

Қорытынды: ПП қалыңдығының маңызды рөлі

ПП қалыңдығы стандарттарын, мыс қалыңдығының маңызын және тақтаның жалпы қалыңдығына әсер ететін факторларды түсіну заманауи ПП құру мен өндіру үшін маңызды. ПП-ның дұрыс қалыңдығы құрылғыңыздың әрбір негізгі аспектісіне — электрлік сипаттамаларына, жылумен басқаруға, механикалық беріктігіне, өндіруге және құнына тікелей әсер етеді.