Gedrukte schakelingen (PCB's) die elektronische componenten bevatten, worden in vrijwel alle elektrische apparaten aangetroffen.
PCB's kunnen in verschillende soorten worden ingedeeld:
- Rigid
- Flex
- Stijf/Flex
Sommige printplaten vereisen materiaal met elektrische eigenschappen voor hoge frequenties en datasnelheden. Bovendien moeten sommige printplaten bestand zijn tegen zeer hoge temperaturen en kunnen thermisch geleidend materiaal of printplaten met een oplossing voor warmteafvoer nodig zijn. Verschillende printplaten met verschillende toepassingen vereisen verschillende materialen.
PCB-materialen bestaan meestal uit drie elementen die samenwerken om aan de specifieke behoeften van het elektronische systeem te voldoen: Koper, Hars en Glas.
Koper
Hars
Glas
Glas
Glasweefsel is verkrijgbaar in verschillende breedtes en diktes.
Glas stijl:
Spread
Standaard
Uitgebreid
Hars
De hars wordt bepaald door de eigenschappen die nodig zijn voor de functie van de plaat. d.w.z. Tg, Dk, Df enz.
De hars moet compatibel zijn met het glasweefsel en de koperfolie.
Koper
Koper wordt gedefinieerd aan de hand van gewicht en folietype, d.w.z. ED (Electro Deposited), RA (Rolled Annealed), RTF (Reverse Treat).
Het koper moet een goede afpelsterkte hebben om niet los te trekken van het glas en de hars.
- Thermohardende: Deze hebben een hoog smeltpunt, maar eenmaal blootgesteld aan een bepaalde temperatuur en uitgehard tot een vaste toestand worden hun componenten en fysische eigenschappen gezet. Zij kunnen niet worden teruggesmolten of hersteld tot hun oorspronkelijke eigenschappen. Tot de thermoharders behoren harsen zoals epoxy, polyimide en aramide.
- Thermoplastische kunststoffen hebben een laag smeltpunt en worden bij verhitting zacht of smeltend tot een vloeibare toestand. Dit betekent dat zij in bijna elke vorm of ontwerp kunnen worden gevormd. Zelfs extreme hitte verandert de samenstelling van het materiaal niet. Thermoplastische kunststoffen zijn gewoonlijk op PTFE gebaseerd en gebruiken organische of anorganische vulstoffen.
Thermohardende materialen worden door de fabrikant als laminaten geleverd. Het C-stadium, d.w.z. nadat het polymeer (Prepreg), bekend als het Bstadium, bij hoge temperatuur en druk tussen twee koperfolies is geperst.
Prepreg bestaat gewoonlijk uit geweven glasdoek dat in hars is gedrenkt. Zoals eerder vermeld, kan de hars van verschillende types zijn. Evenzo kunnen de glasvezels bestaan uit verschillende glassoorten en diktes.
De laminaten en prepregs zijn versterkt met glasweefsel.
Hogere frequenties en gegevensoverdrachtssnelheden vereisen nauwkeurige en lagere diëlektrische constanten en de dikte moet, samen met de glas/harsverhouding, strikt worden gecontroleerd in de planning- en fabricagefasen.
PCB laminaat:
- Tg: Glas Overgangstemperatuur Temperatuur waarbij het materiaal overgaat van een stijve naar een vervormbare toestand.
- Td: Ontledingstemperatuur Temperatuur waarbij het materiaal begint te ontbinden.
- CTE - thermische uitzettingscoëfficiënt De uitzettingscoëfficiënt van een laminaat als functie van de temperatuursverandering.
- Dk- Relatieve Diëlektrische Constante De eigenschap van een materiaal die de transmissie van een elektromagnetische golf verhindert.
- Df-verlies raaklijn De eigenschap van een materiaal die beschrijft hoeveel van de uitgezonden energie door het materiaal wordt geabsorbeerd.
Het beste materiaal kiezen voor uw type board
In de volgende tabel worden enkele gangbare laminaten vergeleken aan de hand van hun diëlektrische constante (Dk ), hun hittebestendigheid (Tg) en hun toepassing.
Materiaalcategorieën zoals gedefinieerd door de IPC:
Harde en meerlaagse printplaten IPC-4101
Hoge snelheid/hoge frequentie toepassingen IPC-4103
Flexibele basis diëlektrica IPC-4202
Afdekfolie en flexibele kleeffolies IPC-4203
Flexibele metaal beklede diëlektrica IPC4204
| Vergelijking van PCB-materialen | |||
|---|---|---|---|
| Type materiaal | Dk (@1MHz) | Tg (0C) | Toepassing |
| FR4 | 4.2-4.8 | 135-140 | Standaard |
| FR4 | 4.5-4.8 | 150-170 | Standaard/loodvrij |
| FR4 | 3.4-3.8 (@1GHz) | 180-220 | Hoge snelheid |
| PTFE | 2.2-2.8 | 160 | RF-radiofrequentie |
| Polyimide | 3.8-4.2 | ≥250 | Gebruik bij hoge temperaturen |
In de bovenstaande tabel zijn niet alle mogelijke combinaties van printplaatmaterialen vermeld.
Neem contact op met onze experts bij Fineline om u te helpen het juiste materiaal voor uw bord te kiezen om een hoge kwaliteit en een hoge betrouwbaarheid te garanderen.
