Placas PCB com furo passante de dupla face

EU. Visão geral do produto

A placa PCB de dupla face passante UGPCB é uma placa rígida de 2 camadas de alto desempenho placa de circuito impresso construído em um substrato de vidro-epóxi FR-4 usando furo passante banhado (PTH) tecnologia. A diretoria mede 86.9 × 73.58 mm com espessura de 1.0 milímetros, espessura da folha de cobre de 1/1 OZ (35 μm nas camadas externa e interna), e um nivelamento de solda de ar quente sem chumbo (Sangrar) acabamento superficial. A máscara de solda é verde, e a legenda da serigrafia é branca.

Uma PCB de passagem dupla face (placa de circuito impresso dupla face) apresenta circuitos condutores em ambos os lados do substrato isolante, com furos passantes revestidos permitindo a interconexão elétrica entre as duas camadas. Comparado com PCBs de um lado, PCBs de dupla face oferecem densidade de roteamento 60% a 80% maior e suportam projetos de circuitos mais complexos. UGPCB, apoiado por sistemas de qualidade com certificação ISO e processos de fabricação em conformidade com IPC, fornece PCBs de passagem dupla face de alta qualidade e pronto para uso PCBA serviços para fabricantes de eletrônicos em todo o mundo.

II. Definição do Produto e Especificações Técnicas

Por IPC-6012F Especificação de qualificação e desempenho para placas impressas rígidas (publicado em setembro 2023), a PCB com furo passante de dupla face é classificada como uma placa impressa rígida com furos passantes banhados (Tipo 2). Sua principal característica é a conexão elétrica entre condutores em ambos os lados através de paredes perfuradas revestidas de cobre.. A UGPCB fabrica este produto em total conformidade com IPC-6012F e atende Classe 2 requisitos de desempenho (equipamento eletrônico de serviço dedicado).

Especificações principais:

III. Diretrizes de projeto

3.1 Seleção de Material de Substrato - Valor de Engenharia de FR-4

FR-4 é uma designação de grau retardador de chama estabelecida pela National Electrical Manufacturers Association (NÃO HÁ). As letras “França” significa retardador de chama, e o número “4” denota um sistema de resina epóxi reforçado com tecido de vidro tecido. Para IPC-4101 Especificação de materiais básicos para placas impressas rígidas e multicamadas, FR-4 Grau A1 representa o nível de desempenho principal com resistência mecânica ideal, propriedades elétricas, e confiabilidade a longo prazo.

Principais indicadores de desempenho do FR-4 (Fonte: IPC-4101 e padrões da indústria):

• Temperatura de transição vítrea (Tg): 130–140ºC (padrão FR-4)

• Constante dielétrica (Dk) @ 1 GHz: 4.2–4,5

• Fator de dissipação (Df) @ 1 GHz: ≤ 0.020

• Classificação inflamabilidade: UL 94 V-0

• Absorção de Água (24 horas): ≤ 0.10%

O FR-4 continua sendo o material de substrato predominante na indústria de PCB porque oferece um excelente equilíbrio de resistência mecânica, isolamento elétrico, estabilidade dimensional, e processabilidade.

3.2 Padrões de projeto de circuito conforme IPC-2221

Para IPC-2221 Padrão genérico para design de placas impressas, o projeto da largura do condutor deve levar em conta a capacidade de transporte de corrente, aumento de temperatura, e espessura do cobre. A fórmula da capacidade de condução de corrente IPC-2221 é:

Eu = k · ΔT ^ 0,44 · A ^ 0,725

Onde:

• I = Capacidade máxima de transporte de corrente (UM)

• k = Constante empírica (0.048 para camadas externas, 0.024 para camadas internas)

• ΔT = Aumento de temperatura permitido (°C)

• A = Área da seção transversal do condutor (mil²), onde A = W × T

O produto da UGPCB apresenta uma largura de linha de 0.32 milímetros (aprox.. 12.6 mil), espaçamento entre linhas de 0.37 milímetros (aprox.. 14.6 mil), e espessura de cobre de 1 OZ (35 μm). Para um traço de camada externa com um aumento de temperatura de 10°C:

UMA = 0.32 milímetros × 0.035 milímetros = 0.0112 mm² ≈ 17.36 mil²

eu = 0.048 × 10 ^ 0,44 × 17,36 ^ 0,725 ≈ 0.048 × 2.75 × 7.82 ≈ 1.03 UM

Esta largura do condutor suporta aproximadamente 1 A de corrente, atendendo às necessidades de transmissão de energia e sinal da maioria dos equipamentos eletrônicos de consumo e de controle industrial. IPC-2221 recomenda limitar o aumento máximo de temperatura a 10°C ou 20°C para preservar a vida útil da PCB.

3.3 Diâmetro do furo e design de proporção de aspecto

A proporção de aspecto de um furo passante é uma métrica crítica para avaliar a dificuldade de perfuração e metalização do furo. A fórmula é:

Proporção de aspecto = espessura da placa / Diâmetro do furo perfurado

Para o produto da UGPCB com 1.0 mm de espessura da placa e 0.236 mm diâmetro mínimo do furo:

Proporção = 1.0 / 0.236 ≈ 4.24:1

Esta proporção está bem abaixo do limite superior recomendado pela indústria de 10:1 e o limite de design conservador de 8:1. Indica baixa dificuldade na furação e metalização, altas taxas de rendimento, custos controlados, e confiabilidade garantida através do furo.

3.4 Referência de projeto de padrão de terreno

Para IPC-7351 Requisitos genéricos para projeto de montagem em superfície e padrão de padrão de terreno, o projeto do padrão de terreno deve garantir a formação adequada do filete de solda e atender à soldabilidade, inspecionabilidade, e requisitos de retrabalho. Para componentes de furo passante, o diâmetro do terreno é normalmente recomendado em 1,8–2,2 vezes o diâmetro do furo para garantir largura suficiente do anel anular.

4. Princípio Operacional

O PCB passante de dupla face opera em três tecnologias principais:

1. Roteamento frente e verso — Os padrões de circuito condutor são gravados nas superfícies superior e inferior do substrato isolante FR-4, permitindo a colocação de componentes em ambos os lados. Isso aumenta significativamente a densidade do circuito e a flexibilidade do projeto.

2. Orifício passante banhado (PTH) Interconexão — Depois da perfuração, a deposição de cobre sem eletrólito e o revestimento de cobre eletrolítico criam uma camada condutora nas paredes do furo. Isso cria baixa resistência, conexões elétricas altamente confiáveis ​​entre as camadas superior e inferior. Por classe IPC-6012F 2, a espessura média mínima do cobre revestido nas paredes dos furos deve ser ≥ 20 μm.

3. Montagem e soldagem de componentes — Os componentes são montados através do furo (THT) ou montagem em superfície (SMT) técnicas e conectado eletricamente via refluxo ou soldagem por onda, produzindo um PCBA totalmente funcional (Conjunto da placa de circuito impresso) módulo.

V. Classificação do Produto

De acordo com o sistema de classificação IPC-6012F para placas impressas rígidas, O produto da UGPCB é classificado da seguinte forma:

Por domínio de aplicativo, este produto se enquadra no PCB de dupla face de nível industrial geral categoria, adequado para eletrônicos de consumo, controles industriais, equipamento de comunicação, adaptadores de energia, e outras aplicações de confiabilidade média.

VI. Composição de materiais

6.1 Substrato — Laminado revestido de cobre FR-4

FR-4 é um laminado epóxi reforçado com vidro composto de tecido de vidro de grau eletrônico como reforço e resina epóxi como aglutinante, consolidado sob alta temperatura e pressão. É UL 94 V-0 classificação de inflamabilidade significa que no teste de queima vertical, o material se autoextingue dentro 10 segundos após cada uma das duas aplicações de chama de 10 segundos, sem gotas flamejantes que incendeiam o algodão.

6.2 Folha de cobre — 1/1 OZ

Uma onça (1 OZ) de folha de cobre tem uma espessura de 35 μm (1.37 mil). UGPCB usa 1 Cobre OZ em ambas as camadas externas (designado 1/1 OZ), garantindo igual capacidade de condução de corrente e condutividade em ambos os lados.

6.3 Acabamento de superfície — HASL sem chumbo

HASL sem chumbo envolve a imersão do PCB em solda fundida sem chumbo (normalmente Sn-Cu, Sn-Cu-Ni, ou ligas Sn-Ag-Cu), em seguida, use facas de ar quente de alta pressão para nivelar e remover o excesso de solda. Isto produz um uniforme, revestimento protetor soldável nas superfícies de cobre. O processo está em conformidade com os requisitos IPC-6012F e as diretivas ambientais RoHS.

6.4 Máscara de solda e legenda

• Máscara de solda verde — Cobre todas as áreas do circuito, exceto pads, fornecendo isolamento, proteção contra oxidação, e prevenção de curto-circuito.

• Legenda da serigrafia branca — Identifica designadores de referência de componentes, marcadores de polaridade, números de peça da placa, e níveis de revisão para facilitar a montagem e depuração.

VII. Desempenho do produto

7.1 Desempenho elétrico

7.2 Desempenho Mecânico

7.3 Confiabilidade

Por classe IPC-6012F 2 requisitos, o produto deve passar pelas seguintes verificações de confiabilidade:

• Teste de estresse térmico (288°C, 10 segundos, sem delaminação ou bolhas)

• Teste de adesão de cobre através do furo revestido (espessura média mínima de cobre na parede do furo ≥ 20 μm)

• Teste de soldabilidade

• Teste de continuidade elétrica e resistência de isolamento

VIII. Estrutura do Produto

A PCB de passagem dupla face da UGPCB apresenta uma construção simétrica de 2 camadas. De cima para baixo:

1. Camada de legenda superior (Serigrafia Branca)

2. Camada superior de máscara de solda (Tinta Verde)

3. Camada superior de folha de cobre (1 OZ, 35 μm)

4. Substrato Isolante FR-4 (1.0 mm espessura)

5. Camada inferior de folha de cobre (1 OZ, 35 μm)

6. Camada inferior de máscara de solda (Tinta Verde)

7. Camada de legenda inferior (Serigrafia Branca)

8. Orifícios passantes banhados (PTH) — Abrange toda a espessura da placa com paredes perfuradas revestidas de cobre, permitindo a interconexão entre camadas

IX. Recursos do produto

1. Alta densidade de roteamento — O roteamento frente e verso oferece densidade 60% a 80% maior do que placas de face única, suportando projetos de circuitos mais complexos.

2. Interconexão passante altamente confiável - Orifício passante banhado (PTH) technology ensures long-term electrical reliability between layers, with hole-wall copper thickness meeting IPC-6012F Class 2 requisitos (≥ 20 μm average).

3. Excellent Flame Retardancy — FR-4 substrate meets UL 94 V-0 Classificação inflamabilidade, ensuring safety under abnormal operating conditions.

4. Lead-Free and Environmentally Friendly — Lead-free HASL surface finish complies with RoHS environmental directives.

5. Fine-Pitch Circuit Capability — Minimum line width of 0.32 mm and minimum spacing of 0.37 mm accommodate medium- to high-density circuit designs.

6. Superior Dimensional Stability — FR-4’s low water absorption (≤ 0.10%) ensures minimal dimensional change in humid environments, preserving assembly accuracy.

7. Mature Manufacturing Process — With 1.0 mm de espessura da placa e 0.236 mm diâmetro mínimo do furo, the aspect ratio of only 4.24:1 enables mature processes, high yields, and short lead times.

X. Fluxo do Processo de Fabricação

Processo de fabricação de PCB dupla-face padrão da UGPCB:

1. Inspeção de materiais recebidos → Verifique a espessura do laminado revestido de cobre FR-4, qualidade da folha de cobre, e defeitos visuais.

2. Corte → Corte laminado revestido de cobre de grande formato no tamanho do painel de trabalho (86.9 × 73.58 milímetros).

3. Perfuração → Use máquinas de perfuração CNC de alta precisão para perfurar todos os furos passantes de acordo com o arquivo de perfuração Gerber (diâmetro mínimo 0.236 milímetros).

4. Orifício passante banhado (PTH) → Deposite uma fina camada de semente de cobre nas paredes dos furos por meio de deposição de cobre sem eletrólito.

5. Chapeamento de painel → Placa eletrolítica de cobre para formar cobre na parede do furo e na superfície até a espessura desejada (1 OZ).

6. Transferência de padrão → Filme seco laminado, expor, e desenvolver para formar o padrão de circuito resistir.

7. Gravura → Grave o cobre desprotegido para formar o padrão de circuito final.

8. Decapagem → Remova o filme resistente seco dos traços do circuito.

9. Aplicação de máscara de solda → Aplicar tinta de máscara de solda verde, expor, e desenvolver para expor almofadas.

10. Acabamento superficial → HASL sem chumbo.

11. Impressão de legenda → Legenda serigrafada em serigrafia branca.

12. Roteamento / Corte em V → Roteamento CNC até o contorno final da placa.

13. Teste elétrico → Sonda voadora ou teste de fixação para verificar a integridade de abertura/curto-circuito.

14. Controle de Qualidade Final (CQF) → Inspeção visual, amostragem dimensional, e embalagem para envio.

XI. Cenários de aplicação

Placas PCB FR-4 com furo passante de dupla face UGPCB, com seu desempenho equilibrado e processos maduros, são amplamente utilizados em:

11.1 Eletrônicos de consumo

• Adaptadores de energia e carregadores

• Painéis de controle de eletrodomésticos

• Dispositivos domésticos inteligentes

11.2 Controles Industriais

• Controladores lógicos programáveis ​​PLC

• Módulos de potência industriais

• Instrumentação e medidores

11.3 Equipamento de comunicação

• Roteadores e switches

• Módulos de comunicação

• Dispositivos de conversão de sinal

11.4 Eletrônica Automotiva

• Carregadores de bordo

• Módulos de controle corporal (não crítico para a segurança)

• Sistemas de informação e lazer

11.5 Dispositivos médicos

• Placas auxiliares de monitor de paciente

• Equipamento médico portátil (Aula 2 aplicável)

XII. Vantagens do produto e guia de seleção

12.1 Por que escolher PCBs de passagem dupla face UGPCB?

• Controle de processo compatível com IPC — Da seleção do material ao produto acabado, total conformidade com IPC-6012F, IPC-4101, e outras normas internacionais.

• Fabricação de alta precisão — Diâmetro mínimo do furo de 0.236 mm e largura mínima da linha de 0.32 mm atender médio- para requisitos de design de alta densidade.

• Conformidade Ambiental — Acabamento de superfície HASL sem chumbo em conformidade com RoHS 2.0 diretivas.

• Confiabilidade comprovada — O substrato FR-4 foi validado pelo mercado há décadas com desempenho consistente.

• Entrega rápida — As especificações padrão são estocadas com amplas matérias-primas, garantindo prazos de entrega confiáveis.

12.2 Referência de seleção

As PCBs passantes de dupla face UGPCB são a escolha ideal quando seu projeto atende a esses critérios:

• Complexidade moderada do circuito que 2 camadas podem acomodar

• Frequência operacional abaixo 1 GHz (O FR-4 tem um desempenho excelente nesta faixa)

• Ambiente operacional de longo prazo não superior a 120°C

• Aplicações sensíveis ao custo que exigem alto valor

XIII. Solicite um orçamento

A UGPCB está comprometida em fornecer fabricação de PCB de alta qualidade e serviços de PCBA prontos para uso para clientes em todo o mundo. Se você precisa de PCBs de dupla face com furo passante de especificação padrão ou requisitos personalizados (espessura especial da placa, peso de cobre, acabamento superficial, controle de impedância, etc.), A equipe de especialistas da UGPCB fornece suporte total desde o projeto de engenharia até a produção em volume.

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Entre em contato com a UGPCB:
📧 Consultas de vendas: [vendas@ugpcb.com]
🌐 Site: [www.ugpcb.com]

XIV. Declaração de fonte de dados

Os padrões e dados citados neste documento são provenientes das seguintes organizações autorizadas:

1. IPC (Associação conectando indústrias eletrônicas): IPC-6012F Especificação de qualificação e desempenho para placas impressas rígidas (Setembro 2023); IPC-4101 Especificação de materiais básicos para placas impressas rígidas e multicamadas; IPC-2221 Padrão genérico para design de placas impressas; IPC-7351 Requisitos genéricos para projeto de montagem em superfície e padrão de padrão de terreno

2. UL (Laboratórios de subscritores): UL 94 Norma para testes de inflamabilidade de materiais plásticos para peças em dispositivos e eletrodomésticos

3. NÃO HÁ (Associação Nacional de Fabricantes Elétricos): Definição de grau de material FR-4

4. Dados técnicos padrão da indústria: Constante dielétrica FR-4, fator de dissipação, e outros parâmetros de propriedade material