I dagens elektroniska produktdesign har 4-lagers 1,6 mm mönsterkort blivit den föredragna lösningen för många ingenjörer. Denna struktur ger en perfekt balans mellan komplexitet, kostnad och prestanda, vilket gör den särskilt lämplig för kretsdesign med medelkomplexitet.
Standardstruktur för stapling av 4-lagers 1,6 mm PCB
Standard 4-lagers 1,6 mm PCB antar vanligtvis den klassiska & #8220; signalskikt / jordlager / effektlager / signalskikt & #8221; konfigurationen med följande arrangemang:
- Översta lagret (L1): Signalskikt (yttre), för komponentplacering och höghastighetssignalrouting
- Inre lager 1 (L2): Jordplan (GND), ger returvägar med låg impedans
- Inre lager 2 (L3): Power plane (VCC), för strömfördelning
- Bottenlager (L4): Signalskikt (yttre), för extra routing och placering av komponenter
I denna struktur används prepreg (PP, typiskt 2116, ca 0,12 mm tjockt) för att laminera ihop lagren och bilda en färdig skiva med en total tjocklek på 1,6 mm.Ett typiskt exempel på fördelning av materialtjocklek är följande:
| Lager | Material/Beskrivning | Tjocklek (exempel) |
|---|
| Översta lagret | Signalskikt (1 oz koppar) | 0,035 mm |
| Prepreg | Dielektrikum (FR-4) | 0,2 mm |
| Inre lager 1 | Jordplan (1 oz koppar) | 0,035 mm |
| Kärnan | Dielektrikum (FR-4) | 0,8 mm |
| Inre lager 2 | Effektplan (1 oz koppar) | 0,035 mm |
| Prepreg | Dielektrikum (FR-4) | 0,2 mm |
| Bottenlager | Signalskikt (1 oz koppar) | 0,035 mm |
Historiskt ursprung till 1,6 mm tjocklek som industristandard
Att tjockleken 1,6 mm (ca 63 mil) blivit industristandard för mönsterkort är ingen tillfällighet utan har djupa historiska rötter. Under vakuumrörsepoken tillverkades fenolhartslaminat med en tjocklek på 1/16 tum (ca 1,6 mm), och matchande kontakter och andra komponenter utformades för denna specifikation och bildade gradvis en komplett industriell kedjestandard.
I takt med den tekniska utvecklingen har tjockleken på mönsterkort utökats till 0,4-3,0 mm eller ännu bredare, men 1,6 mm är fortfarande standardvalet för de flesta elektroniska produkter på grund av dess goda mekaniska hållfasthet, tillverkningsvänlighet och kostnadseffektivitet.Speciellt för 4-lagersskivor ger 1,6 mm tjocklek idealisk isolering mellan lager och strukturell stabilitet.
Viktiga designöverväganden för 4-lagers 1,6 mm PCB
Impedansreglering och signalintegritet
Vid höghastighetskretsdesign är impedansreglering avgörande.Det 4-lagers 1,6 mm kretskortet ger tydliga referensplan för signaler genom dedikerade jord- och strömlager, vilket förenklar impedansmatchningen avsevärt. Typiska designvärden inkluderar:
- Enkelpoliga signaler: 50 Ω ± 10 %
- Differentialpar: 100 Ω ± 10 %
Genom att exakt kontrollera spårbredd (t.ex. 0,195 mm), avstånd och dielektrisk tjocklek kan ingenjörer enkelt uppnå målvärden för impedans.Topfasts ingenjörsteam har lång erfarenhet av impedansreglering och kan ge professionell rådgivning för din design.
Design av strömfördelning och frikoppling
Fördelarna med dedikerade kraftlager inkluderar:
- Lägre effektimpedans minskar spänningsfallet
- Tillhandahåller enhetlig strömfördelning
- Underlättar placering av frikopplingskondensatorer
Vi rekommenderar att du placerar avkopplingskondensatorer med lämpliga värden nära strömstiften för att bilda ett strömfördelningsnätverk (PDN) med låg impedans.
Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) Optimering
Staplingsstrukturen med 4-lagers 1,6 mm mönsterkort ger naturligtvis bra EMC-prestanda:
- Jordlager ger elektromagnetisk avskärmning
- Minskning av slingans area sänker strålningen
- Ytterligare optimering av avskärmningen kan uppnås genom att justera prepreg-tjockleken
Materialval och prestandaparametrar
Alternativ för kärnmaterial
- FR-4: Det vanligaste substratet, som erbjuder god mekanisk hållfasthet och elektriska prestanda med hög kostnadseffektivitet
- Högfrekventa laminat: Lämplig för högfrekventa tillämpningar på GHz-nivå med en stabilare dielektricitetskonstant
- Substrat med metallkärnaUtmärkt termisk prestanda, idealisk för högeffektsapplikationer
- Keramiska substratPerfekt val för applikationer med ultrahög frekvens och hög temperatur
Viktiga parametrar för prestanda
- Täthet: 1,05–1,2 g/cm³ (en skiva på 240 x 420 mm väger cirka 100 g)
- Koppartjocklek: Vanligtvis 1 oz (35 μm), kan ökas till 2–3 oz för områden med hög strömstyrka.
- Temperaturbeständighet: Konventionellt FR-4 Tg-värde 130–180 °C, högtemperaturmodeller kan överstiga 200 °C
- Lödmask: Flytande epoxi eller polymer, vanligtvis 15–25 μm tjock
Jämförelse och användningsområden för 4-lagers mönsterkort med olika tjocklekar
Även om 1,6 mm är industristandarden, har andra tjocklekar sina tillämpningsområden:
| Tjocklek | Egenskaper | Typiska tillämpningar |
|---|
| 0,8 mm | Utrymmesbesparande, mer flexibel | Bärbara enheter, liten konsumentelektronik |
| 1,0 mm | Balanserad tjocklek och styrka | Industriella styrmoduler, kommunikationsutrustning |
| 1,2 mm | Måttlig mekanisk hållfasthet | Fordonselektronik, medicintekniska produkter |
| 1,6 mm | Standardtjocklek, bästa förhållandet mellan kostnad och prestanda | Mest konsument- och industrielektronik |
| 2,0 mm + 2,0 mm | Ultrahög mekanisk hållfasthet | Kraftmoduler, tung utrustning |
Det är värt att notera att tjocklekar som inte är standard (t.ex. 0,8 mm eller 2,0 mm) kan kräva extra kostnader och bör beaktas ingående i konstruktionsstadiet.
Tillverkningsprocess och kvalitetskontrollpunkter
Tillverkningsprocessen för 4-lagers 1,6 mm mönsterkort omfattar:
- Överföring och etsning av mönster för inre skikt
- Laminering (180–200 °C, högt tryck)
- Borrning (mekanisk eller laser)
- Metallisering av hål (elektrolös kopparplätering)
- Mönsteröverföring för yttre lager
- Lödmask och ytfinish
- Elektrisk provning och slutbesiktning
Topfast använder avancerad AOI (Automatiserad optisk inspektion) och flygande sondtestning för att säkerställa kvaliteten på varje kretskort, med en impedanskontrollnoggrannhet på ±7 %, vilket vida överstiger branschstandarden på ±10 %.
Vanliga frågor och svar
F: Varför är de flesta gränssnittsstandarder anpassade till en tjocklek på 1,6 mm?
S: Detta är en branschstandard som har utvecklats historiskt, eftersom de tidiga kontakterna var konstruerade för 1/16 tum (≈1,6 mm) och den stödjande industriella kedjan utvecklades i enlighet därmed.
F: Hur mycket dyrare är ett 4-lagers 1,6 mm kretskort jämfört med ett dubbelsidigt kort?
S: Vanligtvis 1,5-2 gånger kostnaden för dubbelsidiga kort, men genom designoptimering (t.ex. standard stackup) och volymproduktion kan Topfast erbjuda mycket konkurrenskraftiga priser.
F: Hur avgör jag om mitt projekt behöver 1,6 mm eller andra tjocklekar?
S: Tänk på faktorer som: mekaniska hållfasthetskrav, kontaktkompatibilitet, termiska krav och kostnadsbudget. Topfasts ingenjörer kan ge kostnadsfria utvärderingar.
Rekommendationer för val av professionell Tillverkning av kretskort Tjänster
När du väljer en PCB-tillverkare, var uppmärksam på:
- Precision i lamineringsprocessen (påverkar impedansregleringen)
- Materialcertifieringar (UL, RoHS, etc.)
- System för kvalitetskontroll
- Funktioner för teknisk support
Som professionell mönsterkortstillverkare har Topfast 17 års erfarenhet av att tillverka 4-lagers mönsterkort och erbjuder omfattande tjänster från designstöd till massproduktion. Vi är specialiserade på precisionstillverkning av 1,6 mm tjocka mönsterkort och erbjuder branschledande noggrannhet för impedansreglering.
Få din anpassade PCB-lösning nu:
Kontakta Topfast Ingenjörer | System för online-offert
Oavsett om du behöver standard 1,6 mm 4-lagers kretskort eller anpassade tjocklekar kan Topfast tillhandahålla högkvalitativa, mycket tillförlitliga produkter som hjälper dig att framgångsrikt genomföra dina elektroniska projekt.