Płytki obwodów drukowanych (PCB), zawierające elementy elektroniczne, znajdują się praktycznie we wszystkich urządzeniach elektrycznych.
PCB można podzielić na różne rodzaje:
- Sztywny
- Flex
- Sztywny/elastyczny
Niektóre płytki wymagają materiałów o charakterystyce elektrycznej umożliwiającej pracę z wysokimi częstotliwościami i prędkościami przesyłu danych. Ponadto niektóre płytki muszą być odporne na bardzo wysokie temperatury i mogą wymagać materiału termoprzewodzącego lub rozwiązania do odprowadzania ciepła. Różne płyty o różnych zastosowaniach wymagają różnych materiałów.
Materiały do produkcji płytek drukowanych składają się zazwyczaj z trzech elementów, które współpracują ze sobą, aby spełnić określone potrzeby systemu elektronicznego: Miedź, Żywica i Szkło.
Miedź
Żywica
Szkło
Szkło
Tkanina szklana jest dostępna w różnych szerokościach i grubościach.
Styl szkła:
Rozsyłka
Standardowa strona
Rozszerzony
Żywica
Żywica jest wybierana na podstawie właściwości wymaganych do zaprojektowania płyty, np. Tg, Dk, Df itp.
Żywica musi być kompatybilna z tkaniną szklaną i folią miedzianą.
Miedź
Miedź jest określana na podstawie masy i rodzaju folii, tj. ED (Electro Deposited), RA (Rolled Annealed), RTF (Reverse Treat).
Miedź musi mieć dobrą wytrzymałość na zdzieranie, aby nie odrywała się od szkła i żywicy.
- Termoutwardzalne: Posiadają wysoką temperaturę topnienia, ale po wystawieniu na działanie określonej temperatury i utwardzeniu do stanu stałego ich składniki i właściwości fizyczne zostają utrwalone. Nie można ich ponownie stopić ani przywrócić do pierwotnych właściwości. Do termoutwardzalnych zalicza się żywice takie jak epoksydowe, poliimidowe i aramidowe.
- Termoplastyczne: mają niską temperaturę topnienia, a po podgrzaniu miękną do stanu plastycznego lub topią się do stanu ciekłego. Oznacza to, że można je formować w niemal dowolne kształty lub wzory. Nawet ekstremalne ciepło nie zmienia składu materiału. Tworzywa termoplastyczne są zwykle produkowane na bazie PTFE z wykorzystaniem wypełniaczy organicznych lub nieorganicznych.
Materiały termoutwardzalne są dostarczane przez producenta w postaci laminatów. Etap C, tj. po poddaniu polimeru (Prepreg ) znanego z etapu B prasowaniu w wysokiej temperaturze i ciśnieniu pomiędzy dwiema foliami miedzianymi.
Prepreg składa się zwykle z tkanej tkaniny szklanej nasączonej żywicą. Jak już wcześniej wspomniano, żywica może być różnego rodzaju. Podobnie, włókna szklane mogą być wykonane z różnych rodzajów szkła i o różnej grubości.
Laminaty i prepregi są wzmocnione tkaniną szklaną.
Wyższe częstotliwości i szybkości transmisji danych wymagają dokładnych i niższych stałych dielektrycznych, a grubość oraz stosunek szkła do żywicy muszą być ściśle kontrolowane na etapie planowania i produkcji.
Laminat PCB:
- Tg: Temperatura zeszklenia Temperatura, w której materiał przechodzi ze stanu sztywnego w stan odkształcalny.
- Td: Temperatura rozkładu Temperatura, w której materiał zaczyna się rozkładać.
- CTE - współczynnik rozszerzalności cieplnej Szybkość rozszerzania się laminatu w funkcji zmiany temperatury.
- Dk- względna stała dielektryczna Właściwość materiału, która utrudnia przenoszenie fal elektromagnetycznych.
- Tangens straty Df Właściwość materiału określająca, jak duża część przekazywanej energii jest pochłaniana przez materiał.
Wybór najlepszego materiału dla danego typu deski
W poniższej tabeli porównano kilka popularnych laminatów pod względem stałej dielektrycznej (Dk), odporności na temperaturę (Tg) i zastosowania.
Kategorie materiałów zgodnie z definicją IPC:
Sztywne i wielowarstwowe płytki drukowane IPC-4101
Aplikacje o wysokiej prędkości/wysokiej częstotliwości IPC-4103
Elastyczne dielektryki podstawowe IPC-4202
Arkusze osłonowe i elastyczne folie łączące z klejem IPC-4203
Elastyczne dielektryki w osłonie metalowej IPC4204
| Porównanie materiałów do produkcji płytek drukowanych | |||
|---|---|---|---|
| Typ materiału | Dk (@1MHz) | Tg (0C) | Aplikacja |
| FR4 | 4.2-4.8 | 135-140 | Standardowa strona |
| FR4 | 4.5-4.8 | 150-170 | Standardowe/ bezołowiowe |
| FR4 | 3,4-3,8 (@1GHz) | 180-220 | Duża prędkość |
| PTFE | 2.2-2.8 | 160 | RF - częstotliwość radiowa |
| Poliimid | 3.8-4.2 | ≥250 | Zastosowanie w wysokich temperaturach |
W powyższej tabeli nie wymieniono wszystkich możliwych kombinacji materiałów płytek drukowanych.
Skontaktuj się z . z naszymi ekspertami z firmy Fineline, którzy pomogą Ci wybrać odpowiedni materiał dla Twojej płyty, aby zapewnić wysoką jakość i niezawodność.
