Memilih Ketebalan PCB yang Tepat: Standar, Desain, dan Faktor Manufaktur

Lompat ke: Apa Itu Ketebalan Standar untuk PCB? | Faktor Desain yang Mempengaruhi Ketebalan PCB | Faktor Manufaktur yang Mempengaruhi Ketebalan PCB | 3 Faktor untuk Dipertimbangkan Saat Memilih Ketebalan PCB | Minta Penawaran Gratis

Saat merujuk pada dimensi untuk aplikasi manufaktur, standar penting untuk dipahami dan digunakan. Ini terutama benar untuk papan sirkuit. Meskipun tidak ada standar resmi untuk ketebalan PCB, ukuran tertentu disukai dan umum digunakan di antara perusahaan manufaktur. Ketebalan yang disukai ini sangat direkomendasikan untuk menyederhanakan desain, memanfaatkan peralatan manufaktur secara efektif, dan meminimalkan biaya. Namun, ketebalan PCB dapat bervariasi, dan banyak desainer mungkin memilih untuk mengubah ketebalan PCB untuk tujuan desain dan manufaktur tertentu. Di sini, kita mengeksplorasi apa arti "standar" ketebalan PCB dan bagaimana menentukan ketebalan PCB untuk proyek Anda berikutnya.

Apa Itu Ketebalan PCB Standar?

Ketebalan dasar standar MCL adalah 0,062 inci, atau 1/16 inci, dengan toleransi 10%. Ini adalah ketebalan PCB yang sangat umum dan biasanya dianggap sebagai standar industri. Alasannya adalah bahwa 1/16 inci adalah ukuran lembar Bakelite yang diproduksi di awal pembuatan PCB. Meskipun ketebalan ini adalah yang paling umum, namun, ada ketebalan umum lainnya yang terlihat dalam pembuatan PCB.

Selain papan 0,062 inci, papan 0,031 inci dan 0,093 inci umum digunakan, yang memenuhi kebutuhan papan yang lebih tangguh atau multilayer. Papan mungkin memiliki ketebalan lain baik di dalam maupun di luar rentang ini, tetapi ini dianggap sebagai ketebalan yang paling umum.

11 Faktor yang Mempengaruhi Ketebalan PCB

Sementara penting untuk mengetahui ketebalan standar industri, banyak faktor mungkin menuntut papan kustom. Bergantung pada faktor desain dan manufaktur ini, papan Anda mungkin perlu menjadi ketebalan non-standar. Dua grup utama faktor mempengaruhi ketebalan PCB — faktor desain dan faktor manufaktur. Kami mencakup faktor ini dengan lebih detail di bawah ini dan akan membantu Anda menentukan bagaimana memilih ketebalan PCB untuk proyek Anda.

Faktor Desain yang Mempengaruhi Ketebalan PCB

Faktor desain dipertimbangkan selama fase desain PCB. Faktor-faktor ini sebagian besar berfokus pada fungsionalitas dan tujuan papan, bukan pertimbangan praktis yang dituntut selama manufaktur, meskipun faktor manufaktur memiliki bobot yang sama. Beberapa faktor desain terpenting yang mempengaruhi ketebalan PCB meliputi yang berikut:

1. Ukuran, Bobot, dan Fleksibilitas

Papan lebih tipis lebih ringan dan lebih fleksibel dari papan yang lebih tebal tetapi akan lebih mudah patah karena kerapuhan. Sementara PCB fleksibel harus tipis untuk mencapai fleksibilitasnya, aplikasi yang tidak memerlukan fleksibilitas mungkin mendapat manfaat dari papan sedikit lebih tebal untuk kesehatan struktural. Namun, sementara papan lebih tebal lebih tangguh, mereka juga membawa lebih banyak bobot dan mengambil lebih banyak ruang dalam perangkat. Kedua fitur ini mungkin menjadi masalah untuk aplikasi yang ringan atau perangkat dengan kapasitas spasial terbatas. Aplikasi akhir PCB menentukan faktor-faktor ini, yang harus menjadi beberapa parameter pertama untuk ditentukan sebelum memulai desain PCB.

2. Ketebalan Tembaga

Ketebalan tembaga memainkan peran dalam ketebalan keseluruhan PCB. Ketebalan lapisan tembaga yang digunakan biasanya tergantung pada arus yang perlu melewati PCB. Ketebalan tembaga standar sekitar 1,4 hingga 2,8 mils (1 hingga 2 oz), tetapi ketebalan ini disesuaikan sesuai dengan kebutuhan unik papan. Semakin tebal tembaga, semakin tebal papan dan semakin mahal papan akan menjadi karena kebutuhan bahan dan tantangan proses.

3. Bahan Papan

Operasi dan umur PCB tergantung pada pilihan bahan, tetapi pilihan ini juga mempengaruhi ketebalan papan. Fabrikasi papan tipikal terdiri dari substrat, laminate, solder mask dan silkscreen. Di antara ini, laminate dan substrat adalah bahan yang paling penting untuk dipertimbangkan, karena mereka memberikan struktur papan dan sangat mempengaruhi ketebalan keseluruhan. Substrat dapat terdiri dari kertas dan epoksi resin, kain kaca, atau keramik tergantung pada konstanta dielektrik yang diperlukan. Laminate, di sisi lain, terdiri dari resin termo-setting dan lapisan kertas atau kain. Baik laminate maupun substrat hadir dalam banyak opsi yang menentukan properti termal, mekanikal, dan listrik papan sirkuit, tetapi juga menentukan ketebalan keseluruhan papan.

4. Jumlah Lapisan PCB

Jumlah lapisan PCB, dapat dimengerti, akan mempengaruhi ketebalan papan. Sementara ketebalan PCB 2-6 lapisan mungkin jatuhi di ambang standar ketebalan PCB, ketebalan PCB 8-lapisan dan ke atas mungkin tidak. Sementara produsen mungkin dapat menggunakan lapisan PCB yang lebih tipis untuk mencapai ketebalan standar, ini menjadi semakin tidak praktis seiring bertambahnya jumlah lapisan. Secara praktis, jika desain Anda memerlukan lebih banyak lapisan, izinkan ketebalan PCB yang lebih besar. Jika desain tidak memerlukan beberapa lapisan tetapi perlu memenuhi parameter ketebalan tertentu, mengurangi jumlah lapisan akan menjadi pilihan terbaik.

5. Jenis Sinyal

PCB membawa berbagai macam jenis sinyal, yang dapat menentukan bahan yang dibutuhkan untuk papan dan oleh karena itu mempengaruhi ketebalan papan. Sebagai contoh, papan yang membawa sinyal daya tinggi memerlukan tembaga yang lebih tebal dan traces yang lebih lebar, yang berarti itu akan jauh lebih tebal dibandingkan papan yang beroperasi dalam lingkungan daya rendah. Papan padat tinggi dengan sinyal yang lebih kompleks, biasanya menggunakan laser microvias, traces tipis, dan bahan berperforma tinggi tipis, jadi mereka tradisionalnya lebih tipis dibandingkan jenis papan lainnya.

6. Jenis Via

Via PCB meruteir traces melalui papan alih-alih di permukaannya, yang penting untuk menciptakan desain yang lebih kompak. Banyak jenis via yang dapat digunakan, termasuk:

• Through via
• Micro via
• Blind via
• Buried via
• Via-in-pad

Jenis dan kepadatan via yang digunakan akan memainkan peran dalam seberapa tebal papan perlu untuk mengakomodasi. Sebagai contoh, micro via dapat digunakan pada papan yang lebih tipis, karena mereka lebih kecil dan ditujukan untuk koneksi padat tinggi.

7. Lingkungan Operasi

Ketebalan papan, serta bahan yang menyusunnya, akan mempengaruhi konduktivitas dan resistensi PCB, membuat ketebalan yang berbeda diinginkan di lingkungan yang berbeda. Sebagai contoh, papan tipis atau fleksibel mungkin bukan pilihan optimal untuk lingkungan operasi yang tangguh. Selain itu, traces tembaga yang lebih tebal kurang stabil termal dengan arus tinggi, membuatnya kurang optimal untuk lingkungan variabel termal atau arus tinggi. Konektor dan komponen pada PCB juga krusial, karena ini memiliki persyaratan bahan dan performa tertentu yang mungkin berkaitan dengan ketebalan papan.

Berdasarkan faktor ini, desainer dapat secara wajar menilai apakah ketebalan PCB standar atau kustom yang paling diinginkan. Namun, tahap desain tidak berakhir di sini — produsen harus terlibat selanjutnya untuk membahas apa yang mampu mereka lakukan dan bagaimana kemampuan mereka mungkin mempengaruhi desain PCB akhir.

Faktor Manufaktur yang Mempengaruhi Ketebalan PCB

Di atas faktor desain yang berperan, kemampuan manufaktur juga memainkan peran yang signifikan dalam desain PCB akhir. termasuk ketebalan. Beberapa faktor manufaktur untuk dipertimbangkan meliputi yang berikut:

8. Peralatan Bor Lubang

Sementara desainer sering memperhatikan ukuran dan jarak lubang bor untuk tujuan performa, proses manufaktur lubang bor menambahkan lapisan kompleksitas. Saat membuat lubang melalui jenis apa pun, pembatas adalah pada ketebalan papan dan kemampuan diameter serta kedalaman mesin milling dan laser. Pembatasan ini diekspresikan melalui aspek ratio, yaitu rasio antara kedalaman lubang dan diameter lubang bor. Untuk bor standar, semua produsen harus dapat mencapai aspek ratio 7:1. Beberapa produsen dapat mencapai aspek ratio yang lebih besar, tetapi ini harus dibahas dengan produsen sebelum menyelesaikan desain papan, dan biasanya datang dengan harga yang lebih tinggi. Untuk papan yang lebih tebal, ini berarti produsen kurang mampu mencapai lubang dengan diameter kecil.

9. Ketebalan Tembaga

Traces tembaga dibuat menggunakan etching, yang merupakan salah satu langkah terpenting dalam pembuatan PCB. Proses manufaktur termasuk etching atau plating bergantung pada ketebalan lapisan tembaga internal. Untuk alasan ini, lapisan tembaga yang lebih tebal akan mempengaruhi kemanufacturan, potensial mempengaruhi desain dan biaya produk PCB akhir.

10. Jumlah Lapisan

Seperti yang telah dibahas sebelumnya, semakin banyak lapisan pada PCB, semakin sulit untuk memproduksi dengan ketebalan standar. Sementara produsen spesialis mungkin dapat membuat PCB tumpukan dengan lapisan yang lebih tipis untuk mengakomodasi ketebalan tertentu, kemampuan ini tidak universal dan seringkali datang dengan harga yang sangat meningkat. Pastikan untuk membahas kebutuhan berlapis Anda dengan produsen sebelum menyelesaikan desain untuk menentukan kemampuan mereka dan apa yang dapat mereka capai.

11. Metode Depanelisasi

Faktor manufaktur lain yang perlu dipertimbangkan adalah depanelisasi. Produsen memproduksi PCB dalam panel besar yang berisi banyak papan kemudian memisahkan panel menjadi papan individual. Ketebalan papan mempengaruhi metode depanelisasi yang dapat digunakan — papan yang lebih tebal mungkin perlu depanelisasi dengan hati-hati menggunakan scoring, sementara papan yang lebih tipis dapat di-routing untuk membuat tab breakout. Lagi, bekerja erat dengan produsen untuk membahas metode dan persyaratan depanelisasi dan bagaimana mengubah desain PCB untuk mengoptimalkan depanelisasi.

Diskusikan semua faktor manufaktur ini dengan produsen Anda sebelum menyelesaikan desain PCB akhir, karena mereka bergantung pada kemampuan dan biaya produsen. Jika Anda tidak memiliki obrolan ini di awal proses desain, Anda mungkin akan menemukan diri Anda memodifikasi desain atau merancang ulang tata letak sepenuhnya, meningkatkan biaya proyek Anda.

3 Faktor untuk Dipertimbangkan Saat Memilih Ketebalan PCB

Kadang-kadang desainer akan menyimpulkan bahwa ketebalan standar adalah yang terbaik untuk aplikasi mereka, sementara yang lain akan memutuskan bahwa lebih baik untuk menyesuaikan. Meskipun desain akhir Anda mungkin mengarah Anda ke satu opsi atau yang lain, ketebalan akhir PCB Anda akan mempengaruhi banyak faktor yang menentukan biaya. Beberapa faktor paling signifikan untuk dipertimbangkan saat membuat pilihan desain dan manufaktur akhir Anda tercantum di bawah ini:

1. Kemampuan Peralatan

Pertimbangan pertama adalah apakah produsen Anda memiliki peralatan untuk memproduksi ketebalan papan yang Anda butuhkan. Area spesifik untuk diaddress tercantum di bagian "Faktor Manufaktur" di atas, tetapi penentuan ini harus dibuat di awal dalam proses desain. Jika aplikasi Anda memerlukan fitur tertentu yang hanya dapat dicapai menggunakan teknik desain canggih, mungkin lebih baik untuk meneliti produsen yang dapat mengakomodasi kebutuhan ini sejak awal. Penting untuk diingat, namun, bahwa setiap teknik canggih akan menghasilkan biaya yang lebih tinggi.

2. Waktu Turnaround

Sementara ketebalan PCB standar membutuhkan penyesuaian yang sangat sedikit jika ada, ketebalan kustom membutuhkan perubahan yang membutuhkan waktu. Setiap ketebalan kustom mungkin mengharuskan produsen untuk mengubah pengaturan dan proses peralatan untuk mengakomodasi kebutuhan unik desain. Penyesuaian ini membutuhkan waktu, yang akan menunda awal manufaktur dan potensial meningkatkan waktu turnaround. Setiap fitur desain kompleks akan meningkatkan waktu yang dibutuhkan untuk manufaktur lebih lanjut. Jika Anda memilih untuk mengejar ketebalan PCB kustom, pastikan untuk membahas ini dengan produsen untuk mendapatkan jadwal perkiraan dan menyesuaikan estimasi pengiriman Anda sesuai itu.

3. Biaya Tambahan

Akhirnya, Anda perlu memastikan untuk mengevaluasi apakah papan kustom akan hemat biaya untuk bisnis Anda. Papan ketebalan standar tidak akan menghasilkan biaya manufaktur dan penundaan yang sama seperti papan ketebalan kustom, jadi bisnis Anda perlu menilai dengan seksama biaya versus manfaat. Sementara biaya bahan khusus yang dibutuhkan untuk mengakomodasi ketebalan standar mungkin lebih tinggi, biaya ini mungkin merupakan trade-off yang layak dibandingkan dengan perubahan yang diperlukan untuk mengakomodasi papan ketebalan kustom.

Hubungi Millennium Circuits

Ada banyak pilihan yang tersedia dalam hal ketebalan PCB jauh di luar yang dianggap "standar." Sementara menggunakan ketebalan PCB standar biasanya akan menghasilkan manufaktur yang lebih cepat dan lebih murah, ketebalan kustom memastikan bahwa Anda mendapatkan semua fungsionalitas yang Anda butuhkan untuk aplikasi unik Anda. Terlepas dari pilihan Anda, Anda perlu bekerjasama dengan suplier PCB yang dapat memenuhi kebutuhan Anda dan menawarkan saran ahli. MCL siap membantu.

Millennium Circuits Limited adalah suplier papan sirkuit cetak yang berbasis di Pennsylvania. Sebagai pemimpin di industri kami, tujuan kami adalah memberikan PCB terbaik kepada pelanggan kami setiap kali. Terlepas dari jenis atau volume PCB yang kami hasilkan, kami berusaha memberikan pelayanan pelanggan prima dengan produk yang dirancang dengan ahli, diproduksi dengan baik dan dipasangkan secara kompetitif.

MCL melayani lebih dari 400 pelanggan di seluruh dunia dengan lokasi manufaktur baik domestik maupun luar negeri. Jika Anda tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang kemampuan kami atau ingin membahas opsi ketebalan PCB, hubungi Millennium Circuits hari ini dengan pertanyaan apa pun.