Espesor de placa de circuito impreso

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Cuando se hace referencia a las dimensiones para aplicaciones de fabricación, es esencial entender y trabajar con los estándares. Esto es especialmente cierto para las placas de circuito. Si bien no existe un estándar oficial para el grosor de PCB, las empresas de fabricación prefieren y usan comúnmente ciertos tamaños. Estos espesores preferidos son muy recomendables para simplificar el diseño, aprovechar de manera efectiva los equipos de fabricación y minimizar los costos. Sin embargo, el grosor de la placa de circuito impreso puede variar, y muchos diseñadores pueden optar por modificar el grosor de la placa de circuito impreso para fines específicos de diseño y fabricación. Aquí, analizamos qué significa el grosor de PCB "estándar" y cómo determinar el grosor de PCB para su próximo proyecto.

¿Qué es el grosor estándar de PCB?

El grosor base estándar de MCL es de 0,062 pulgadas o 1/16 de pulgada, con una tolerancia del 10 %. Este es un grosor de PCB muy común y generalmente se considera el estándar de la industria. La razón de esto es que 1/16 de pulgada era el tamaño de las láminas de baquelita fabricadas en los primeros días de la fabricación de PCB. Si bien este grosor es el más común, existen otros grosores comunes que se ven en la fabricación de PCB.

Además de las placas de 0,062 pulgadas, comúnmente se utilizan placas de 0,031 y 0,093 pulgadas, que satisfacen las necesidades de placas más robustas o multicapa. Las tablas pueden tener otros grosores tanto dentro como fuera de este rango, pero estos se consideran los grosores más comunes.

11 factores que afectan el grosor de la placa de circuito impreso

Si bien es importante conocer los espesores estándar de la industria, muchos factores pueden requerir una placa personalizada. Dependiendo de estos factores de diseño y fabricación, es posible que su tabla deba tener un grosor no estándar. Dos grupos principales de factores afectan el grosor de la placa de circuito impreso:factores de diseño y factores de fabricación. Cubrimos estos factores con más detalle a continuación y lo ayudaremos a determinar cómo elegir un grosor de PCB para su proyecto.

Factores de diseño que afectan el grosor de la placa de circuito impreso

Los factores de diseño se consideran durante la fase de diseño de PCB. Estos factores se centran principalmente en la funcionalidad y el propósito de la placa, en lugar de las consideraciones prácticas necesarias durante la fabricación, aunque los factores de fabricación tienen el mismo peso. Algunos de los factores de diseño más importantes que afectan el grosor de la placa de circuito impreso incluyen los siguientes:

1. Tamaño, Peso y Flexibilidad

Las tablas más delgadas son más livianas y flexibles que sus contrapartes más gruesas, pero se romperán más fácilmente debido a su fragilidad. Si bien las PCB flexibles deben ser delgadas para lograr su flexibilidad, las aplicaciones que no requieren flexibilidad pueden beneficiarse de una placa ligeramente más gruesa en aras de la integridad estructural. Sin embargo, mientras que las placas más gruesas son más resistentes, también soportan más peso y ocupan más espacio dentro de un dispositivo. Ambas características pueden plantear un problema para aplicaciones ligeras o dispositivos con capacidad espacial limitada. La aplicación final del PCB determina estos factores, que deben ser algunos de los primeros parámetros a definir antes de comenzar el diseño del PCB.

2. Espesor de cobre

El grosor del cobre juega un papel en el grosor total de la PCB. El grosor de la capa de cobre utilizada suele depender de la corriente que necesita pasar a través de la placa de circuito impreso. El grosor estándar del cobre es de aproximadamente 1,4 a 2,8 mils (1 a 2 oz), pero este grosor se ajusta según los requisitos únicos de la placa. Cuanto más grueso sea el cobre, más gruesa será la placa y más cara será la placa debido a las necesidades de material y los desafíos de procesamiento.

3. Materiales del tablero

El funcionamiento y la vida útil de una placa de circuito impreso dependen de la elección de los materiales, pero estas opciones también afectan al grosor de la placa. La fabricación típica de la placa consiste en el sustrato, el laminado, la máscara de soldadura y la serigrafía. De estos, el laminado y el sustrato son los materiales más importantes a considerar, ya que brindan la estructura del tablero y tienen un gran impacto en el espesor general. El sustrato puede consistir en papel y resina epoxi, fibra de vidrio o cerámica dependiendo de la constante dieléctrica necesaria. Los laminados, por otro lado, consisten en resina termoestable y capas de papel o tela. Tanto los laminados como los sustratos vienen en muchas opciones que determinan las propiedades térmicas, mecánicas y eléctricas de una placa de circuito, pero también determinan el grosor total de la placa.

4. El número de capas de PCB

Es comprensible que el número de capas de PCB influya en el grosor de la placa. Si bien el grosor de las PCB de 2 a 6 capas puede caer dentro del umbral estándar de grosor de PCB, es posible que el grosor de las PCB de 8 capas o más no lo sea. Si bien los fabricantes pueden usar capas de PCB más delgadas para lograr un grosor estándar, esto se vuelve cada vez menos práctico a medida que aumenta la cantidad de capas. En términos prácticos, si su diseño necesita más capas, permita un mayor grosor de PCB. Si el diseño no requiere varias capas pero debe cumplir con ciertos parámetros de grosor, la mejor opción será reducir el número de capas.

5. Tipos de señal

Los PCB transportan una amplia gama de tipos de señales, que pueden determinar los materiales necesarios para la placa y, por lo tanto, influir en el grosor de la placa. Por ejemplo, una placa que transporta señales de alta potencia necesita cobre más grueso y pistas más anchas, lo que significa que será significativamente más gruesa que las placas que funcionan en un entorno de baja potencia. Sin embargo, las placas de alta densidad con señales más complejas suelen utilizar microvías láser, trazas delgadas y materiales delgados de alto rendimiento, por lo que tradicionalmente son más delgadas que otros tipos de placas.

6. Tipos de Vías

Las vías de PCB enrutan las huellas a través de las placas en lugar de en sus superficies, lo cual es importante para crear diseños más compactos. Se pueden usar muchos tipos de vías diferentes, que incluyen:

• A través de
• Micro vía
• Vía ciega
• Enterrado vía
• Via-in-pad

El tipo y la densidad de las vías utilizadas jugarán un factor en el grosor que debe tener la placa para adaptarse. Por ejemplo, las microvías se pueden usar en placas más delgadas, ya que son más pequeñas y están diseñadas para conexiones de alta densidad.

7. Entorno operativo

El grosor de la placa, así como los materiales que la componen, afectarán la conductividad y la resistencia de una PCB, lo que hace deseables diferentes grosores en diferentes entornos. Por ejemplo, una placa delgada o flexible puede no ser la opción óptima para entornos operativos difíciles. Además, las trazas de cobre más gruesas son menos estables térmicamente con una corriente alta, lo que las hace subóptimas para entornos térmicamente variables o de alta corriente. Los conectores y componentes de la placa de circuito impreso también son críticos, ya que tienen ciertos requisitos de rendimiento y materiales que pueden estar relacionados con el grosor de la placa.

Con base en estos factores, los diseñadores pueden evaluar razonablemente si es más deseable un grosor de PCB estándar o personalizado. Sin embargo, la etapa de diseño no termina aquí:el fabricante debe involucrarse a continuación para discutir de qué son capaces y cómo sus capacidades pueden afectar el diseño final de PCB.

Factores de fabricación que afectan el espesor de PCB

Además de los factores de diseño en juego, las capacidades de fabricación también juegan un papel importante en el diseño final de PCB. incluyendo espesor. Algunos factores de fabricación a considerar incluyen los siguientes:

8. Equipo de perforación

Si bien los diseñadores a menudo prestan atención al tamaño de los orificios de perforación y al espacio para los objetivos de rendimiento, los procesos de fabricación de los orificios de perforación agregan una capa de complejidad. Al perforar orificios de cualquier tipo, los fabricantes están limitados por el grosor de la placa y las capacidades de diámetro y profundidad de las fresadoras y los láseres. Esta limitación se expresa a través de una relación de aspecto, que es la relación entre la profundidad del agujero y el diámetro del agujero perforado. Para la perforación estándar, todos los fabricantes deberían poder lograr una relación de aspecto de 7:1. Algunos fabricantes pueden lograr una mayor relación de aspecto, pero esto debe discutirse con el fabricante antes de finalizar el diseño de la placa y, por lo general, tiene un precio más alto. Para tableros más gruesos, esto significa que los fabricantes son menos capaces de lograr orificios de diámetro pequeño.

9. Espesor de cobre

Las trazas de cobre se crean mediante grabado, que es uno de los pasos más importantes en la fabricación de PCB. Los procesos de fabricación, incluido el grabado o el enchapado, dependen del grosor de la capa interna de cobre. Por esta razón, las capas de cobre más gruesas afectarán la capacidad de fabricación, lo que podría afectar el diseño y el costo del producto final de PCB.

10. Recuento de capas

Como se mencionó anteriormente, cuantas más capas haya en una placa de circuito impreso, más difícil será fabricarla con un grosor estándar. Si bien los fabricantes especializados pueden crear PCB apiladas con capas más delgadas para adaptarse a un grosor específico, esta capacidad no es universal y, a menudo, tiene un precio mucho mayor. Asegúrese de discutir sus necesidades de capas con el fabricante antes de finalizar el diseño para determinar sus capacidades y lo que pueden lograr.

11. Método de despanelización

Otro factor de fabricación a considerar es la depanelización. Los fabricantes producen PCB en un panel grande que contiene varias placas y luego separan los paneles en placas individuales. El grosor de la tabla influye en los métodos de despanelización que se pueden usar:es posible que las tablas más gruesas deban despanelarse con cuidado usando ranuras, mientras que las tablas más delgadas se pueden fresar para crear lengüetas separables. Una vez más, trabaje en estrecha colaboración con el fabricante para discutir los métodos y requisitos de despanelización y cómo modificar el diseño de PCB para optimizar la despanelización.

Analice todos estos factores de fabricación con su fabricante antes de completar el diseño final de PCB, ya que dependen de las capacidades y los costos del fabricante. Si no tiene esta conversación al principio del proceso de diseño, es posible que tenga que modificar su diseño o rediseñarlo por completo, lo que aumenta los costos de su proyecto.

3 factores a considerar al elegir el grosor de PCB

A veces, los diseñadores concluirán que un grosor estándar es mejor para su aplicación, mientras que otros decidirán que es mejor personalizarlo. Si bien su diseño final puede llevarlo hacia una opción u otra, el grosor final de su PCB influirá en muchos factores determinantes de costos. A continuación se enumeran algunos de los factores más importantes que se deben tener en cuenta al elegir el diseño final y la fabricación:

1. Capacidades del equipo

La primera consideración es si su fabricante tiene el equipo para fabricar el grosor de tablero que necesita. Las áreas específicas a abordar se enumeran en la sección "Factores de fabricación" anterior, pero esta determinación debe hacerse al principio del proceso de diseño. Si su aplicación requiere ciertas características que solo se pueden lograr utilizando técnicas de diseño avanzadas, puede ser mejor buscar fabricantes que puedan satisfacer esas necesidades con anticipación. Sin embargo, es importante recordar que cualquier técnica avanzada resultará en costos más altos.

2. Tiempo de respuesta

Mientras que los espesores de PCB estándar requieren muy pocos ajustes, si los hay, los espesores personalizados requieren cambios que requieren mucho tiempo. Cualquier grosor personalizado puede requerir que los fabricantes cambien la configuración y los procesos del equipo para adaptarse a las necesidades únicas del diseño. Estos ajustes toman tiempo, lo que retrasará el inicio de la fabricación y aumentará potencialmente el tiempo de respuesta. Cualquier característica de diseño compleja aumentará aún más el tiempo requerido para la fabricación. Si elige buscar un grosor de PCB personalizado, asegúrese de discutir esto con el fabricante para obtener un cronograma aproximado y ajustar su estimación de entrega en consecuencia.

3. Costo Adicional

Finalmente, debe asegurarse de evaluar si una placa personalizada será rentable para su negocio. Los tableros de espesor estándar no generarán los mismos costos de fabricación y demoras que los tableros de espesor personalizado, por lo que su empresa debe evaluar de cerca el costo frente al beneficio. Si bien el costo de los materiales especiales necesarios para acomodar un grosor estándar puede ser mayor, este costo puede ser una compensación que valga la pena en comparación con los cambios necesarios para acomodar un tablero de grosor personalizado.

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Hay muchas opciones disponibles en términos de grosor de PCB mucho más allá de lo que se considera "estándar". Si bien el uso de un grosor de PCB estándar generalmente resultará en una fabricación más rápida y menos costosa, los grosores personalizados aseguran que obtenga toda la funcionalidad que necesita para su aplicación única. Sin embargo, independientemente de su elección, debe asociarse con un proveedor de PCB que pueda satisfacer sus necesidades y ofrecerle asesoramiento experto. MCL está aquí para ayudar.

Millennium Circuits Limited es un proveedor de placas de circuito impreso con sede en Pensilvania. Como líder en nuestra industria, nuestro objetivo es brindar a nuestros clientes las mejores PCB en todo momento. Independientemente del tipo o volumen de PCB que estemos generando, nos esforzamos por brindar un servicio al cliente de primer nivel con productos diseñados por expertos, bien producidos y con precios competitivos.

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