Este artigo fornece recomendações para a escolha de materiais para fabricar PCBs multicamadas que atendem a dois requisitos críticos: limitar os problemas de fabricação (por exemplo, curvatura ou torção, bem como registrar incorretamente; e atender aos padrões de desempenho. Uma produção de PCBs bem-sucedida começa com a seleção apropriada do material. Com um baixo número de camadas de placa, os materiais padrão dos fabricantes de PCBs são geralmente a melhor escolha, pois são confiáveis e econômicos, mas quando os projetos têm requisitos especiais ou incorporam um alto número de camadas, vale a pena familiarizado com as opções de materiais disponíveis, a fim de tomar as melhores decisões para o seu produto.
O material mais importante para a fabricação de PCBs é o laminado bruto. Também representa o maior custo de todos os outros materiais necessários para produzir um PCB multicamada. O laminado cru tem um impacto crítico para os preços e o tempo de entrega dos PCBs. Devido à quantidade de material necessário para a fabricação de PCBs, é essencial otimizar o tamanho de seus projetos; mesmo uma pequena diferença no tamanho pode resultar em uma diferença significativa no custo. Diferentes materiais incorrem em custos diferentes e possuem características diferentes, mas laminados de alta qualidade são tipicamente mais caros. A seguir, algumas das principais características a serem observadas ao comparar propriedades de diferentes laminados:
Tg = Temperatura de transição de vidro - Temperatura na qual uma mudança crítica de propriedades físicas ocorrerá. No caso de laminados, transita de um material duro e vítreo para um material macio e emborrachado
Td = temperatura de decomposição - temperatura na qual o laminado se decompõe quimicamente
Dk = Constante dielétrica (também chamada de "eletromagnetismo") - Indica a permissividade relativa de um material isolante, que se refere à sua capacidade de armazenar energia elétrica em um campo elétrico. Para fins de isolamento, um material com menor constante dielétrica é melhor e, em aplicações de RF, uma constante dielétrica mais alta pode ser desejável.
Df = Fator de Dissipação - Indica a eficiência de um material isolante, mostrando a taxa de perda de energia para um determinado modo de oscilação, como oscilação mecânica, elétrica ou eletromecânica.
Nossas instalações de fabricação estão localizadas na China, por isso é aconselhável escolher laminados locais de alta qualidade para minimizar o custo de transporte e o prazo de entrega. O laminado Shengyi S1000-H (Tg 150) é geralmente a nossa escolha padrão para um laminado médio Tg de alto desempenho. O Shengyi S1000-H é comparável ao Isola FR406 (Tg 150), uma opção de laminado padrão da América do Norte. Conforme descrito na Tabela 2 abaixo, o FR406 supera levemente o Shengyi S1000H em termos de Fator Dielétrico de Constante e Dissipação, mas alguns clientes podem estar dispostos a comprometer esses fatores por um custo mais baixo e / ou um prazo de entrega mais rápido.
Tabela 1: Comparação de Materiais PCB 
O Shengyi S1141 (TG 130) é uma boa alternativa para diminuir o custo do seu projeto, com o sacrifício de alguma qualidade. Nos casos em que é necessária maior qualidade, recomendamos o Shengyi S1000-2M (TG 170), que é o mais próximo em qualidade da Isola FR406 (Tg 170). Onde a qualidade é a prioridade mais alta, recomendamos a utilização do ITEQ IT180A (TG 180), que também é compatível com RoHS. O ITEQ IT180A (TG 180) é comparável em qualidade e ao Isola 370HR (TG 180). Nós da Bittele sugerimos o uso do Shengyi S1000H (Tg 130) para projetos típicos. Recomendamos o uso de um dos materiais laminados de maior qualidade se qualquer uma destas três condições ocorrer: se o PCB Design tiver 8 ou mais camadas, se a placa de cobre for pesada com um peso de cobre mais pesado que 3oz ou se a placa PCB for fina com um espessura da placa inferior a 0,5 mm.
O próximo elemento a considerar é a espessura dielétrica, que deve ser especificada para requisitos de impedância. Materiais de multicamadas variam de 0,125 mm a 1 mm de espessura. Laminados finos (isto é, 0,1 mm ou menos) são necessários para algumas aplicações de baixa potência, assim como para a contínua densificação de circuitos impressos multicamadas.
A Tabela 2 lista a espessura do material do núcleo com o peso de cobre para o material FR4 normal.
1/1 = 1 oz. cobre por pé quadrado em ambos os lados da folha
1/0 = 1 oz. cobre por pé quadrado, revestido em apenas um lado da folha
H / H = 0,5 oz. cobre por pé quadrado, revestido em ambos os lados da folha
0/0 = UNCLAD (sem cobre).
Tabela 2: Espessuras do material do núcleo em pesos de cobre disponíveis
| Espessura incluindo cobre (mm) | Peso de Cobre (oz.) |
| 0,145 mm. | H / H oz. |
| 0,17 mm. | 1/1 oz |
| 0,185 mm. | H / H oz. |
| 0,2 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 0,25 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 0,3 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 0,4 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 0,5 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 0,6 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 0,7 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 0,8 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 0,9 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 1,0 mm | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 1,1 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 1,2 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 1,5 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 1,6 mm. | 1/1 oz ou H / H oz. |
| 2,2 mm | 1/1 oz |
| 2,4 mm | 1/1 oz |
| 2,5 mm. | 1/1 oz |
| 3,0 mm | 1/1 oz |
Prepreg é um material de ligação usado na fabricação de placas PCB multicamadas que, após a cura, tem as mesmas propriedades que os materiais da camada base / base. Os pré-impregnados têm vários estilos de vidro 106, 1080, 3313, 2116 e 7628 usados pelos fabricantes de painéis. Os fabricantes de painéis usam uma variedade de estilos de vidro pré-impregnado. Esses estilos incluem 106, 1080, 3313, 2116 e 7628. Limitações podem ser aplicadas ao número e tipos de pré-impregnação, portanto, é melhor entrar em contato com um representante da Bittele para obter mais detalhes.
Tabela 3: Escolhas de material Prepeg
| Pré-impregnação / Estilos de vidro | Espessura Pressionada (mm) | Prepreg Resin content |
| 106 | 0,05 mm. | Aprox. 73% |
| 1080 | 0,075 mm. | Aprox. 65% |
| 3313 | 0,09 mm. | Aprox. 57% |
| 2116 | 0,115 mm. | Aprox. 55% |
| 7628 | 0,185 mm. | Aprox. 46% |
| 7628H | 0,195 mm. | Aprox. 51% |
Por fim, a espessura das camadas de cobre deve ser especificada. Esta especificação é geralmente decidida com base na quantidade de corrente que se espera que passe pelos traços de uma placa. Use nossa Calculadora de largura de traço para determinar as larguras de traços padrão para uma determinada espessura de cobre. Traços mais espessos podem manipular com segurança mais corrente do que traços mais finos da mesma largura. Você também pode desejar especificar camadas de cobre mais espessas para uma placa mais robusta se você espera que a placa opere em condições adversas.
Os materiais laminados de FR-4 revestidos com cobre são medidos usando onça (oz) por metro quadrado. A seguir estão os tamanhos disponíveis e sua espessura de camada equivalente
0,25 oz. = 0,00035 ”(8,75 μm)
0,5 oz. = 0,0007 ”(17,5 μm)
0,75 oz. = 0,00105 ”(26,25 μm)
1,0 oz. = 0.0014 ”(35 m)
2,0 oz. = 0,0028 ”(70 µm)
3,0 oz. = 0,0042 ”(105 m)
4,0 oz. ou mais = 0,0056 ”(140 μm) ou mais
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