多層板PCB壓合后的理論厚度計算基于各層材料(芯板、半固化片、銅箔等)的厚度疊加,需結合材料特性(如半固化片的固化收縮率)進行計算。以下是詳細說明:
一、核心材料與參數
1. 芯板(Core)
- 厚度:制造商提供的固定值(如0.1mm、0.5mm、1.0mm等),單位通常為毫米(mm)或微米(μm)。
- 含內層銅箔:芯板厚度已包含內層銅箔厚度(如1oz銅箔約35μm),計算時直接使用芯板標稱厚度。
2. 半固化片(Prepreg,PP片)
- 未固化厚度(T_pp_raw):制造商提供(如7628、2116、1080等型號對應不同厚度,常見范圍50μm~200μm)。
- 固化收縮率(S):通常為10%~15%(具體需參考材料規格,公式:固化后厚度 = 未固化厚度 × (1 - 收縮率))。
3. 銅箔(Copper Foil)
- 外層銅箔厚度(T_cu):常用1oz(35μm)、0.5oz(18μm)、2oz(70μm),壓合后厚度基本不變,需單獨計入總厚度。
二、層疊結構與厚度計算邏輯
以n層板為例,典型層疊結構為(從頂層到底層):
外層銅箔 + 半固化片 + 芯板 + 半固化片 + ... + 芯板 + 半固化片 + 外層銅箔
(注:芯板數量 = 內層芯板數,半固化片數量 = 芯板數 + 1,具體結構需根據設計分層確定。)
計算公式
- 芯板總厚度:若有 m 塊芯板,厚度為 \sum T_{\text{core}_i} 。
- 半固化片總厚度:若有 k 片半固化片,每片固化后厚度為 T_{\text{pp}_j} \times (1 - S_j) ,總和為 \sum [T_{\text{pp}_j} \times (1 - S_j)] 。
- 外層銅箔總厚度:頂層和底層銅箔厚度之和(若單面壓合則僅加一層)。
三、舉例說明(4層板典型結構)
層疊結構(從頂到底):
1. 頂層銅箔(0.5oz,18μm)
2. 半固化片(1080型,未固化厚度75μm,收縮率12%)
3. 芯板(含內層銅箔,厚度0.5mm)
4. 半固化片(同上層,75μm,收縮率12%)
5. 底層銅箔(0.5oz,18μm)
計算步驟
1. 半固化片固化后厚度:
75μm \times (1 - 0.12) = 66μm = 0.066mm (兩片共 0.066 \times 2 = 0.132mm )。
2. 芯板厚度:直接使用標稱值 0.5mm 。
3. 外層銅箔總厚度: 18μm + 18μm = 36μm = 0.036mm 。
4. 總厚度:
0.5mm(芯板) + 0.132mm(半固化片) + 0.036mm(銅箔) = 0.668mm 。
四、注意事項
1. 材料規格依賴:
- 半固化片收縮率、芯板厚度、銅箔厚度需嚴格參考制造商數據(如Isola、生益科技等品牌規格書)。
- 不同型號半固化片(如7628收縮率高于1080)會顯著影響結果。
2. 層疊設計差異:
- 多層板可能包含盲埋孔、特殊層(如電源層、接地層),需根據實際分層結構調整計算(如增加芯板或半固化片數量)。
- 內層銅箔若為厚銅(如3oz以上),需確認是否計入芯板厚度(通常已包含)。
3. 理論值與實際生產的差異:
- 壓合過程中壓力、溫度、時間等因素可能導致微小偏差(通常允許±5%公差)。
- 實際生產前需通過PCB廠商的DFM(可制造性設計)確認厚度可行性。
五、總結公式
- m :芯板數量, k :半固化片數量, n :外層銅箔層數。
通過明確層疊結構并代入材料參數,可快速計算多層板PCB壓合后的理論厚度。實際應用中需與PCB制造商緊密溝通,確保材料參數和工藝要求一致。