siglă

Materiale laminate PCB

Plăcile de circuite imprimate (PCB) sunt un element esențial al fiecărui dispozitiv electronic. Deci, ce tip de materiale PCB alegeți va influența semnificativ fabricarea circuitului, performanța și durabilitatea. Materialele plăcilor cu circuite imprimate oferă o bază solidă pe care sunt asamblate urmele și componentele.

Laminatele PCB, denumite uneori laminate îmbrăcate în cupru, sunt compuse din foi de preimpregnat, care sunt laminate împreună cu căldură și presiune, cu foi de folie de cupru pe ambele părți. Odată ce rășina se întărește, laminatele PCB sunt ca un compozit din plastic, cu foi de folie de cupru pe ambele părți.

Alegerea substratului plăcii de circuite imprimate ar trebui luată în considerare în termeni de performanță electrică, fiabilitate, cerințe tehnologice de procesare și indicatori economici. Există multe substraturi utilizate în PCB-uri, în principal în două categorii: organice și anorganice. Substraturile organice sunt realizate din materiale armate, cum ar fi fibra de sticla, impregnate cu lianți de rășină, uscate și acoperite cu folie de cupru, și apoi realizate la temperaturi ridicate și presiune ridicată. Acest tip de substrat se mai numește laminate placate cu cupru (CCL), substraturile anorganice sunt în principal plăci ceramice și substraturi de oțel acoperite cu smalț.

Plăcile cu circuite imprimate sunt împărțite în plăci cu circuite imprimate rigide, plăci de circuite imprimate flexibile plăci de circuite imprimate rigid-flexibile în funcție de rigiditatea și flexibilitatea materialelor dielectrice utilizate la realizarea substratului. Placa cu circuite imprimate rigide se referă la o placă cu circuite imprimate laminate cu folie de cupru pe suprafața unui substrat care nu este ușor de îndoit. Necesită planeitate, are o anumită rezistență mecanică și poate juca un rol de susținere. Placa de circuite imprimate flexibile se referă la o placă de circuite imprimate realizată din folie de cupru laminată pe suprafața unui substrat flexibil. Are o bună disipare a căldurii, ultra-subțire și poate fi îndoit, pliat, înfășurat și poate fi mutat și întins în mod arbitrar în spațiu tridimensional, deci poate forma o placă de circuit tridimensională.

Placa de circuit imprimat rigid și placa de circuit imprimat flexibil sunt combinate pentru a forma o placă de circuit imprimat rigid-flexibil, care este utilizată în principal pentru conectarea electrică a plăcii de circuit imprimat rigid și a plăcii de circuite imprimate flexibile.

Plăcile de circuite imprimate sunt împărțite în o singură față, față-verso și placi cu mai multe straturi conform numărului de straturi de cupru îmbrăcat. Placa unilaterală se referă la o placă cu circuite imprimate pe care doar o singură suprafață a unui substrat izolator este acoperită cu modele conductive. Placa cu două fețe se referă la o placă de circuite imprimate cu modele conductive pe ambele părți ale unui substrat izolator, adică conductorii de pe ambele părți ale stâlpului circuitului sunt conectați prin plăcuțe și vii. Placa multistrat se referă la o placă cu circuite imprimate formată prin legarea alternativă a unui strat de folie de cupru și a unui substrat izolator. Dacă este o folie de cupru cu patru straturi, se numește placă cu 4 straturi. Dacă este acoperit cu folie de cupru pe șase fețe, se numește o placă cu 6 straturi. Interconectarea electrică între straturile plăcii se face prin tampoane, prin găuri, găuri oarbe și găuri îngropate. Așteptați până acum. În prezent, majoritatea plăcilor de bază au o structură de 4-10 straturi PCBMai poate atinge 40 de straturi.

Există mai multe tipuri de materiale utilizate în dezvoltarea PCB și fiecare material are caracteristici unice. Majoritatea materialelor PCB utilizate sunt substrat de rășină epoxidică îmbunătățită, fibră de sticlă și substrat de rășină epoxidică legată de folie de cupru. Selecția materialului depinde de mai mulți factori, cum ar fi aplicația, specificațiile, condițiile de mediu și costul. Înainte de a trece la detaliile privind selectarea materialului plăcii cu circuite imprimate, ar trebui să știți despre tipurile disponibile de materiale PCB și despre diferența acestora.

Placă de circuit imprimat

                                                                                                                               Placă de circuit imprimat

Tipuri de materiale pentru circuite imprimate

Scopul tuturor plăcilor de circuite imprimate este același, punând bazele circuitului. Dar materialele plăcilor cu circuite imprimate au un impact semnificativ asupra fiabilității și durabilității circuitului. Acest lucru se datorează faptului că fiecare material de bord are propriile sale caracteristici unice.

FR-4

FR4 este cel mai des utilizat material din lume pentru substraturi de plăci de circuite imprimate. „FR4” se referă la o clasă de materiale care sunt proiectate în conformitate cu standardele NEMA LI 1-1998. Materialele FR4 au o rezistență termică, electrică și mecanică bună. Mai mult, caracteristicile lor de greutate le fac ideale pentru majoritatea aplicațiilor electronice.

Laminatele FR4 și preimpregnările sunt realizate de obicei cu rășină epoxidică și sticlă. Deși plăcile de circuite imprimate bazate pe materiale FR-4 sunt dezvoltate pentru circuite care necesită maximum paisprezece straturi, ele sunt utilizate în mod obișnuit pentru plăcile de circuite imprimate cu strat dublu.

Eficiența termică a materialului FR-4 este limitată, dar cu o combinație de aditivi, pot fi îmbunătățite eficiența termică, specificațiile de putere și ratingurile de flacără UL. În plus, astfel de combinații pot spori și capacitatea plăcii de a rezista la stres mecanic. Laminatele FR4 și preimpregnările sunt potrivite pentru producția în vrac cu performanțe constante. Materialul dezvoltă calitățile de bază ale unei plăci de circuite imprimate standard ridicate, menținând un echilibru eficient între costuri, fiabilitate, durabilitate, performanță și capacitate de producție.

PCB FR4

                                                                                                                                      PCB FR4

Laminat de poliimidă

Laminatele din poliimidă au o eficiență și o fiabilitate mai mari a temperaturii decât materialele FR4. Cu toate acestea, poliimidele costă mai mult decât FR4, dar oferă o rată de supraviețuire mai bună în condiții de mediu dure. Acestea sunt extrem de robuste, iar rata lor de expansiune redusă în timpul ciclării termice le face o potrivire bună pentru proiectele cu mai multe straturi.

PCB polimidă

                                                                                                                                            PCB polimidă

Laminat de teflon

Materialele laminate din teflon oferă proprietăți electrice excelente PCB-ului, făcându-le ideale pentru circuite de mare viteză. Cu toate acestea, materialele din teflon sunt mai scumpe decât poliimida. Materialul din teflon, în combinație cu aditivi pentru rezistența mecanică, poate fi îmbrăcat pe sticlă. Fabricarea plăcilor cu circuite imprimate din teflon implică proceduri complexe și echipamente extrem de tehnice. Cererea de producție pentru plăcile de circuite imprimate din teflon este mai mică decât tipurile convenționale de circuite imprimate.

PTFE

                                                                                                                                        PTFE

Laminat flexibil

Laminatele flexibile sunt compacte, ceea ce permite circuitului să se plieze fără a afecta rapid continuitatea electrică. Nu au țesătură de sticlă de susținere; în schimb, sunt construite pe folie de plastic. Plăcile de circuite imprimate laminate flexibile sunt cele mai potrivite pentru instalare unică, deoarece se pot plia continuu fără a afecta viața circuitului.

Materialele la temperatură mai mare, cum ar fi polimerele și polimerii cu cristale fluide, sunt utilizate în mod obișnuit pentru circuitele sensibile. Datorită subțirii laminatelor flexibile, dezvoltarea plăcilor de circuite imprimate flexibile necesită echipamente și procese specializate.

Material flexibil PCB

                                                                                                                        Material flexibil PCB

Alte materiale

În afară de materialele menționate mai sus, există multe alte laminate și materiale de lipire disponibile pe piață. Aceste materiale includ ester de cianat, ceramică și rețele amestecate care integrează rășini pentru a obține caracteristici electrice și mecanice. Deoarece volumele lor de producție sunt mult mai mici decât FR4, iar producția este relativ complicată, acestea sunt în general considerate alternative costisitoare pentru dezvoltarea plăcilor cu circuite imprimate.

Din moment ce știm despre materialele pentru plăci de circuite imprimate utilizate la scară comercială, să aflăm cum producătorii selectează un anumit tip de material.

Proprietăți de luat în considerare atunci când alegeți un material PCB

Selecția materialelor plăcilor cu circuite imprimate este un proces tehnic pe scară largă. Proiectanții trebuie să ia în considerare anumite specificații, cum ar fi valorile termice, electrice, de putere și de căldură. Mai mult, caracteristicile chimice și mecanice ale materialelor trebuie să fie luate în considerare la selectarea unuia.

Proprietati termice

  • Temperatura de tranziție a sticlei (Tg): Substratul este sensibil la un interval specific de temperatură, peste care substratul se înmoaie și se întărește la starea inițială odată răcit. Tg reprezintă intervalul de temperatură în care se produce această transformare. Tg se exprimă în grade Celsius.
  • Temperatura de descompunere (Td): Substratul plăcii de circuite imprimate se descompune atunci când este descoperit la temperaturi peste un anumit prag. Placa cu circuite imprimate pierde cinci sau mai multe procente din greutatea sa totală. De îndată ce materialul este separat de temperatura de tranziție a sticlei, transformarea Tg se inversează. Temperatura de descompunere (Td) reprezintă pragul peste care se produce descompunerea. Cea mai simplă abordare este utilizarea unui material a cărui temperatură de descompunere este mai mare decât intervalul de temperatură de funcționare al plăcii cu circuite imprimate.
  • Coeficientul de expansiune termică (CTE): Rata de expansiune a unei plăci cu circuite imprimate se numește CTE. Această expansiune are loc atunci când un substrat este expus la temperaturi peste CTE, materialul se extinde. Această expansiune este măsurată în părți un milion (ppm). În general, un substrat are un CTE mai mare decât un strat de cupru. Adesea, această disparitate creează probleme cu conexiunile atunci când se aplică căldura. Datorită restricțiilor de sticlă răsucite în jurul conținutului de PCB, CTE variază de la 10 la 20 ppm de-a lungul axelor X și Y. Chiar dacă pragul depășește Tg, CTE rămâne același.
  • Conductivitate termică (k): Conductivitatea termică reprezintă proprietățile termoconductoare ale unei plăci cu circuite imprimate. Conductivitatea termică a unui material este direct legată de capacitatea de transfer de căldură a plăcii de circuit. Când nivelul K este scăzut, nivelul de transfer de căldură rămâne același. Stratul de cupru transportă căldura mai repede decât căldura dielectrică pe o platformă. Rata de conductivitate termică în Kelvin (K) este calculată în wați pe metru.

Proprietăți electrice

  • Constanta dielectrică (Er): Continuitatea unei constante dielectrice este determinată de impedanță și integritatea semnalului. Constanta dielectrică a unui material tipic PCB variază între 3.5 și 5.5 (Er). Cantitatea de Er a unei substanțe depinde de frecvență și, în general, scade odată cu creșterea frecvenței. La anumite materiale PCB, permitivitatea relativă (Dk) se modifică mai puțin comparativ cu celelalte. Pentru siguranța aplicațiilor de înaltă frecvență, trebuie menținută o constantă dielectrică stabilă pe un spectru larg de frecvențe.
  • Tangenta pierderii dielectrice (Tan δ): Dacă tangenta pierderii unei plăci cu circuite imprimate este mică, materialul pierde rezistența mai mică. Pierderea dielectrică (Tan β) tangentă a materialelor utilizate în plăcile de circuite imprimate este în mod obișnuit cuprinsă între 0.02 și 0.001. Prima figură se referă la materialele cele mai utilizate. Cea din urmă cifră se referă la materiale de înaltă calitate. Cu frecvență, Tan μ crește. Tangenta de pierdere este de obicei mică atunci când vorbim despre circuite digitale. Orice aplicație în care nivelul de frecvență crește până la 1 GHz va avea așteptări pentru această lege. Pentru semnalele analogice, tangenta de pierdere este extrem de critică.
  • Rezistivitatea volumului (ρ): Rezistența la volum (ρ) a materialului dielectric este un material izolant pentru electricitate. Materialul plăcii de circuite imprimate cu rezistență ridicată este cel mai puțin posibil pentru a ușura încărcarea electrică. Rezistivitatea dielectricului poate fi calculată folosind unități Ohm metri (Ω-m) - și ohmi centimetri (Ω-cm). Materialul de pe o placă de circuit trebuie, la fel ca izolatoarele dielectrice, să aibă o rezistivitate ridicată, în mod ideal în intervalul cuprins între 103 și 1010 megaohmi. Factorii externi precum căldura, frigul și umiditatea pot afecta rezistivitatea materialului.
  • Rezistivitate la suprafață (ρS): Fiecare material dielectric are o rezistență de suprafață de izolație și electricitate, care se numește rezistivitate de suprafață (ρS). Aproximativ nivelul ρ, ρS trebuie să aibă o valoare ridicată între 103 și 109 megaohmi pe pătrat, în mod ideal. Ca și în cazul ρ, temperatura ridicată și umiditatea pot afecta rezistivitatea suprafeței unui material.
  • Rezistența electrică: Potențialul unui material dielectric de a rezista unei defecțiuni electrice este cunoscut sub numele de rezistența sa electrică. Puterea electrică a unei plăci cu circuite imprimate este calculată în Volți / mil. Puterea electrică a materialelor utilizate în mod obișnuit pentru circuite imprimate se situează între 800 V / milă și 1500 V / mil.

Ansamblu PCB electric

                                                                                                                             Ansamblu PCB electric

Proprietăți chimice

  • Rezistență la foc: Plăcile cu circuite imprimate sunt predispuse la arsuri severe dacă materialul este foarte inflamabil. UL 94, un standard pentru siguranța inflamabilității, ajută la identificarea naturii unui material dacă este aprins. Conform standardelor definite de inflamabilitate, un material bun nu trebuie să rămână aprins mai mult de zece secunde după ce sursa de flacără este îndepărtată. În caz contrar, materialul nu corespunde standardelor UL 94 și, prin urmare, are o natură de inflamabilitate ridicată.
  • Absorbția umidității: Capacitatea unui dielectric de a rezista expunerilor la umiditate elucidează capacitatea sa de absorbție a umezelii, mai ales atunci când este scufundat într-un fluid. Cele mai comune materiale pentru circuite imprimate au valori de absorbție a umezelii cuprinse între 0.01% și 0.20%. Absorbția umezelii substratului influențează, de asemenea, proprietățile electrice și termice ale dielectricului.
  • Rezistență la clorură de metilen: Rezistența chimică a unui material al plăcilor cu circuite imprimate se numește rezistență la clorură de metilen (MCR), care testează rezistența dielectrică, în special împotriva absorbției clorurii de metilen. Rezistența dielectrică are de obicei un MCR de la 0.01% la 0.20%.

Proprietăți mecanice

  • Rezistenta la coaja: Legătura într-o placă de circuite imprimate între straturile dielectrice și cupru este definită ca rezistență la coajă.
  • Rezistență la încovoiere: Capacitatea materialului dielectric de a rezista stresului fizic fără fracturi este cunoscută sub numele de rezistență la flexiune. Se măsoară în kilograme pe metru pătrat. Forța este aplicată în centru pentru a verifica rezistența la flexiune a plăcii dispozitivului imprimat în timp ce capetele sunt menținute. Rezistența dielectrică este adesea calculată prin intermediul modulului de tracțiune, care stabilește raportul de solicitare / deformare a materialului unei plăci de circuite imprimate și cât de bine poate rezista la solicitări în diferite unghiuri. Modulul de tracțiune se mai numește modulul Young, utilizat de diferiți producători pentru a măsura capacitatea unei plăci de circuite imprimate de a rezista la tensiune în locul rezistenței la flexiune.
  • Densitate: Densitatea materialului dielectric este calculată în grame pe centimetru cub. În plus, densitatea PCB-ului poate fi măsurată și în lire sterline pe inch cub.
  • Timpul până la delaminare: Timpul necesar materialului dielectric înainte de delaminare se numește timpul până la delaminare. Elucidează cât timp straturile de plăci de circuite imprimate pot rămâne expuse la temperaturi peste un anumit prag înainte de a se desface unul de altul. Materialul se poate delamina dacă este expus la șoc termic sau umiditate dincolo de timpul său până la delaminare.

Factori care trebuie luați în considerare la selectarea unui material al plăcii de circuite imprimate

Calitate

La selectarea unui material pentru placa de circuit imprimat, calitatea este factorul cel mai critic. Oriunde trebuie să servească placa de imprimare după asamblare, aceasta trebuie să funcționeze în conformitate cu specificațiile dorite. Dar este posibil doar dacă placa proiectată are materialul corect așezat; deci funcționează corect dacă este expus la stres fizic.

A costat

Având în vedere varietatea materialelor pentru circuite imprimate, proiectanții pot alege întotdeauna materiale de cea mai înaltă calitate. Mulți designeri folosesc file de aur sau lipire în timpul proiectării. Dar filele de aur sunt puțin costisitoare. Nu este practic să selectați material scump în multe cazuri, deoarece trebuie luat în considerare costul general. Costul trebuie avut în vedere la alegerea materialului pentru placa de circuit imprimat.

Putere

După cum sa explicat deja, proprietățile plăcii cu circuite imprimate variază în funcție de tipul de material. Unele materiale sunt predispuse la arderea intensivă dacă sunt expuse la flacără pentru o perioadă scurtă de timp, în timp ce alte materiale pot rezista arderii. În mod similar, condițiile termice ale materialelor variază, iar capacitățile lor de disipare a căldurii le afectează funcționarea. Placa trebuie să poată rezista la curenți mari, care necesită în mod normal urme mai largi și cupru gros.

Evident, selectarea unui material PCB adecvat nu este atât de simplă pe cât arată; trebuie să luați în considerare toți factorii de mai sus înainte de a selecta un tip adecvat.

Următoarele sunt unele dintre cele mai utilizate materiale pentru plăci de circuite imprimate.

Aici există multe fișe tehnice pentru materiale laminate, acestea sunt utile și utile pentru dvs., vă rugăm să o consultați:

FURNIZORLAMINAT PCBTIPFIȘĂ DE BAZĂ A MATERIALULUITGTDDK (1 MHz)DK (1 GHZ)DK (10 GHZ)
KBKB-6160FR4DESCARCA1353054.35--
KB-6160AFR4DESCARCA1353054.35--
KB-6160CFR4DESCARCA1353144.7--
KB-6150
KB-6150C
FR4DESCARCA1323054.6--
KB-6164FR4DESCARCA1423304.8--
KB-6164FFR4DESCARCA1453404.8--
KB-6165FFR4DESCARCA1503464.8--
KB-6167FFR4DESCARCA1703494.8--
SHENGYIS1141FR4DESCARCA1353104.6--
S1141KFFR4DESCARCA1403504.7--
S1000FR4DESCARCA1553354.9--
S1170FR4DESCARCA1703354.6--
S1000-2FR4DESCARCA1703354.8--
S1155FR4DESCARCA1353704.7--
ITEQIT-158FR4DESCARCA1503404.6-4.8--
IT-180FR4DESCARCA1803504.5-4.7--
TUCTU-768FR4DESCARCA180350-4.3-4.44.3
TU-872Epoxi modificatDESCARCA200340-3.8-4.03.8
ROGERSRO 3003Cer / PTFEDESCARCA-500--3
RO 3010Cer / PTFEDESCARCA-500--10.2
RO 4003Hidrocarbură / CerDESCARCA> 280425--3.38
RO 4350BHidrocarbură / CerDESCARCA> 280390--3.48
RT / duroid 5880PTFE / sticlăDESCARCA-500--2.2
INSULĂPolyclad 370HRFR4DESCARCA1703404.8-5.1--
FR406-HRFR4DESCARCA1903253.913.863.81
FR408-HRFR4DESCARCA2003603.723.693.65
P96poliimidăDESCARCA260416-3.783.73
HitachiMCL-BE- 67GEpoxi modificatDESCARCA1403404.94.4-
MCL-E-679FFR4DESCARCA1703504.2-4.44.3-4.5-
MCL-LX-67YLaminat specialDESCARCA185-195325-345-3.4-3.6-
NelcoN4000-13Epoxi modificatDESCARCA210-240365-3.73.6
N4000-13EPEpoxi modificatDESCARCA210-240350-3.43.2
N4000-13SIEpoxi modificatDESCARCA210-240350-3.43.2
N4000-13EP SIEpoxi modificatDESCARCA210-240350-3.43.2
TaconicTLX-6PTFEDESCARCA----2.65
TLX-7PTFEDESCARCA----2.6
TLX-8PTFEDESCARCA----2.55
TLX-9PTFEDESCARCA----2.45
RF35PTFEDESCARCA-3.5-3.5
TLC-27PTFEDESCARCA----2.75
TLC-30PTFEDESCARCA----3
TLC-32PTFEDESCARCA----3.2
ArlonArlon 25NCerDESCARCA260---3.38
Arlon 25FRCerDESCARCA260---3.58
Arlon 33NPolimidăDESCARCA> 2503534--
Arlon 35NPolimidăDESCARCA> 2503634.2--
Arlon 85NPolimidăDESCARCA2503874.2--
StablcorST325-DESCARCAConductivitate termică: 75w / mk (cu 1oz cupru)
ST10-DESCARCAConductivitate termică: 325w / mk (cu 1oz cupru)
PanasonicR-1566WFR4DESCARCA1403304.954.74.65
ventecVT-901PolimidăDESCARCA2503904.2-4.54.0-4.3-
VT-90HPolimidăDESCARCA2503904.2-4.54.0-4.3-
bergquistht-04503-DESCARCAConductivitate termică: 2.2w / mk (cu 1oz cupru)

Ultimele ştiri

Contactati-ne acum