Gedruckte Leiterplatten (PCB), die elektronische Bauteile enthalten, sind in praktisch allen elektrischen Geräten zu finden.
PCB können in verschiedene Typen eingeteilt werden:
- Starre
- Flex
- Starr/Flex
Einige Leiterplatten erfordern Materialien mit elektrischen Eigenschaften für hohe Frequenzen und Datengeschwindigkeiten. Darüber hinaus müssen einige Leiterplatten sehr hohen Temperaturen standhalten und benötigen möglicherweise wärmeleitendes Material oder Leiterplatten, die eine Lösung zur Wärmeableitung erfordern. Verschiedene Leiterplatten mit unterschiedlichen Anwendungen erfordern unterschiedliche Materialien.
PCB-Materialien bestehen im Allgemeinen aus drei Elementen, die zusammenwirken, um die spezifischen Anforderungen des elektronischen Systems zu erfüllen: Kupfer, Harz und Glas.
Kupfer
Harz
Glas
Glas
Glasgewebe ist in verschiedenen Breiten und Dicken erhältlich.
Glas-Stil:
Verbreitung
Standard
Erweitert
Harz
Das Harz wird durch die Eigenschaften bestimmt, die für die Funktion der Platte erforderlich sind, d. h. Tg, Dk, Df usw.
Das Harz muss mit dem Glasgewebe und der Kupferfolie kompatibel sein.
Kupfer
Kupfer wird nach Gewicht und Folientyp definiert, d.h. ED (Electro Deposited), RA (Rolled Annealed), RTF (Reverse Treat).
Das Kupfer muss eine gute Schälfestigkeit aufweisen, damit es sich nicht vom Glas und Harz ablöst.
- Duroplastisch: Diese haben einen hohen Schmelzpunkt, aber sobald sie einer bestimmten Temperatur ausgesetzt und zu einem festen Zustand ausgehärtet sind, werden ihre Bestandteile und physikalischen Eigenschaften fest. Sie können nicht wieder eingeschmolzen oder in ihre ursprünglichen Eigenschaften zurückversetzt werden. Zu den Duroplasten gehören Harze wie Epoxid, Polyimid und Aramid.
- Thermoplastische Kunststoffe: Sie haben einen niedrigen Schmelzpunkt und werden bei Erwärmung weich und verformbar oder schmelzen in einen flüssigen Zustand. Das bedeutet, dass sie in nahezu jede Form oder jedes Design gebracht werden können. Selbst bei extremer Hitze ändert sich die Beschaffenheit des Materials nicht. Thermoplaste sind in der Regel auf PTFE-Basis und enthalten organische oder anorganische Füllstoffe.
Duroplastische Materialien werden vom Hersteller als Laminate geliefert. Stufe C, d.h. nachdem das als Stufe B bekannte Polymer (Prepreg) bei hoher Temperatur und hohem Druck zwischen zwei Kupferfolien gepresst wurde.
Prepreg besteht in der Regel aus Glasgewebe, das mit Harz getränkt ist. Wie bereits erwähnt, kann das Harz aus verschiedenen Typen bestehen. Ebenso können die Glasfasern aus verschiedenen Glastypen und -dicken bestehen.
Die Laminate und Prepregs sind mit Glasgewebe verstärkt.
Höhere Frequenzen und Datenübertragungsraten erfordern genauere und niedrigere Dielektrizitätskonstanten, und die Dicke sowie das Verhältnis von Glas zu Harz müssen in der Planungs- und Herstellungsphase streng kontrolliert werden.
PCB-Laminat:
- Tg: Glasübergangstemperatur Temperatur, bei der das Material vom starren in den verformbaren Zustand übergeht.
- Td: Zersetzungstemperatur Temperatur, bei der sich das Material zu zersetzen beginnt.
- CTE-Koeffizient der thermischen Ausdehnung Die Ausdehnungsrate eines Laminats in Abhängigkeit von der Temperaturänderung.
- Dk- Relative Dielektrizitätskonstante Die Eigenschaft eines Materials, die die Übertragung einer elektromagnetischen Welle behindert.
- Df-Verlusttangente Die Eigenschaft eines Materials, die beschreibt, wie viel der übertragenen Energie von dem Material absorbiert wird.
Auswahl des besten Materials für Ihren Plattentyp
In der folgenden Tabelle werden einige gängige Laminate nach ihrer Dielektrizitätskonstante (Dk ), ihrer Hitzebeständigkeit (Tg) und ihrer Anwendung verglichen.
Materialkategorien nach der Definition der IPC:
Starre und mehrlagige Leiterplatten IPC-4101
Hochgeschwindigkeits-/Hochfrequenzanwendungen IPC-4103
Flexible Basis-Dielektrika IPC-4202
Deckblätter und flexible Klebefolien IPC-4203
Flexible metallkaschierte Dielektrika IPC4204
| Vergleich von PCB-Materialien | |||
|---|---|---|---|
| Art des Materials | Dk (@1MHz) | Tg (0C) | Anmeldung |
| FR4 | 4.2-4.8 | 135-140 | Standard |
| FR4 | 4.5-4.8 | 150-170 | Standard/bleifrei |
| FR4 | 3,4-3,8 (@1GHz) | 180-220 | Hohe Geschwindigkeit |
| PTFE | 2.2-2.8 | 160 | RF-Funkfrequenz |
| Polyimid | 3.8-4.2 | ≥250 | Einsatz bei hohen Temperaturen |
In der obigen Tabelle sind nicht alle möglichen Kombinationen von Leiterplattenmaterialien aufgeführt.
Kontaktieren Sie unsere Experten bei Fineline, um Ihnen bei der Auswahl des richtigen Materials für Ihre Platte zu helfen und hohe Qualität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
