Sama sa nahibal-an naton tanan, ang sukaranan nga mga kabtangan sa PCB (printed circuit board) nagdepende sa performance sa substrate nga materyal niini. Busa, aron mapauswag ang pasundayag sa circuit board, ang paghimo sa materyal nga substrate kinahanglan una nga ma-optimize. Sa pagkakaron, lainlain nga bag-ong mga materyales ang gipalambo ug gipadapat aron matubag ang mga kinahanglanon sa mga bag-ong teknolohiya ug uso sa merkado.

Sa bag-ohay nga mga tuig, ang giimprinta nga mga circuit board nakaagi sa usa ka pagbag-o. Ang merkado nag-una nga nagbalhin gikan sa tradisyonal nga mga produkto sa hardware sama sa mga desktop computer hangtod sa mga wireless nga komunikasyon sama sa mga server ug mga mobile terminal. Ang mga mobile communication device nga girepresentahan sa mga smart phone nagpasiugda sa pagpalambo sa high-density, light-weight ug multi-functional PCBs. Kung walay materyal nga substrate, ug ang mga kinahanglanon sa proseso niini suod nga may kalabutan sa pasundayag sa PCB, ang teknolohiya sa giimprinta nga sirkito dili gayud matuman. Busa, ang pagpili sa substrate nga materyal adunay importante nga papel sa paghatag sa kalidad ug kasaligan sa PCB ug sa katapusan nga produkto.

Pagtagbo sa mga panginahanglan sa taas nga density ug maayong mga linya

• Mga kinahanglanon alang sa tumbaga nga foil

Ang tanan nga mga PCB board naglihok padulong sa mas taas nga density ug mas maayo nga mga sirkito, labi na ang HDI PCB (High Density Interconnect PCB). Napulo ka tuig ang milabay, ang HDI PCB gihubit nga PCB, ug ang gilapdon sa linya (L) ug linya sa linya (S) mga 0.1mm o dili kaayo. Bisan pa, ang karon nga sukaranan nga mga kantidad sa L ug S sa industriya sa elektroniko mahimo’g gamay sa 60 μm, ug sa mga advanced nga kaso, ang ilang mga kantidad mahimong mubu sa 40 μm.

Giunsa mahibal-an ang imong PCB substrate nga materyal

Ang tradisyonal nga pamaagi sa pagporma sa circuit diagram anaa sa proseso sa pag-imaging ug pag-etching. Uban sa paggamit sa manipis nga tumbaga foil substrates (nga adunay gibag-on sa han-ay sa 9μm ngadto sa 12μm), ang labing ubos nga bili sa L ug S moabot 30μm.

Tungod sa taas nga gasto sa manipis nga copper foil CCL (Copper Clad Laminate) ug daghang mga depekto sa stack, daghang mga tiggama sa PCB ang lagmit nga mogamit sa etching-copper foil nga pamaagi, ug ang gibag-on nga tumbaga nga foil gitakda sa 18μm. Sa tinuud, kini nga pamaagi wala girekomenda tungod kay kini adunay daghang mga pamaagi, ang gibag-on lisud kontrolon ug nagdala sa mas taas nga gasto. Ingon nga resulta, mas maayo ang nipis nga copper foil. Dugang pa, kung ang mga kantidad sa L ug S sa board dili mubu sa 20μm, ang standard nga copper foil dili molihok. Sa katapusan, kini girekomendar sa paggamit sa ultra-manipis nga tumbaga foil, tungod kay ang iyang tumbaga gibag-on mahimong adjust sa han-ay sa 3μm ngadto sa 5μm.

Gawas pa sa gibag-on sa tumbaga nga foil, ang karon nga mga sirkito sa katukma nanginahanglan usab usa ka sulud nga tumbaga nga foil nga adunay gamay nga kabangis. Aron mapauswag ang abilidad sa pagbugkos tali sa tumbaga nga foil ug sa substrate nga materyal ug pagsiguro sa kusog sa panit sa konduktor, ang bagis nga pagproseso gihimo sa eroplano nga tumbaga nga foil, ug ang kinatibuk-ang pagkagapos sa tumbaga nga foil mas dako pa kay sa 5μm.

Ang pag-embed sa hump copper foil isip base nga materyal nagtumong sa pagpauswag sa kusog sa panit niini. Bisan pa, aron makontrol ang katukma sa tingga palayo gikan sa sobra nga pag-ukit sa panahon sa pag-ukit sa sirkito, kini lagmit nga magpahinabog mga pollutant sa hump, nga mahimong hinungdan sa usa ka mubo nga sirkito taliwala sa mga linya o pagkunhod sa kapasidad sa pagkakabukod, nga labi nga makaapekto sa mga maayong sirkito. Busa, gikinahanglan ang tumbaga nga foil nga adunay mubu nga kabangis (ubos sa 3 μm o bisan 1.5 μm).

Bisan kung ang kabangis sa tumbaga nga foil mikunhod, gikinahanglan gihapon nga ipabilin ang kusog sa panit sa konduktor, nga maoy hinungdan sa usa ka espesyal nga pagtambal sa nawong sa ibabaw sa tumbaga nga foil ug ang substrate nga materyal, nga makatabang aron masiguro ang kusog sa panit sa konduktor.

• Mga kinahanglanon alang sa insulating dielectric laminates

Usa sa mga nag-unang teknikal nga mga kinaiya sa HDI PCB nahimutang sa proseso sa pagtukod. Ang kasagarang gigamit nga RCC (resin coated copper) o prepreg epoxy glass cloth ug copper foil lamination panagsa ra mosangpot sa maayong mga sirkito. Kini karon hilig sa paggamit sa SAP ug MSPA, nga nagpasabot sa paggamit sa insulating dielectric film laminated electroless tumbaga plating sa paghimo tumbaga conductive eroplano. Tungod kay ang tumbaga nga eroplano manipis, maayo nga mga sirkito ang mahimo.

Usa sa mga yawe nga punto sa SAP mao ang pag-laminate sa dielectric nga mga materyales. Aron makab-ot ang mga kinahanglanon sa high-density precision circuits, ang pipila ka mga kinahanglanon kinahanglan ibutang sa unahan alang sa laminate nga mga materyales, lakip na ang dielectric nga mga kabtangan, insulasyon, kainit nga pagsukol ug pagbugkos, ingon man ang teknikal nga pagpahiangay nga nahiuyon sa HDI PCB.

Sa global nga semiconductor packaging, ang IC packaging substrates nakabig gikan sa ceramic substrates ngadto sa organic substrates. Ang pitch sa FC package substrates nahimong mas gamay ug mas gamay, mao nga ang kasamtangan nga tipikal nga bili sa L ug S mao ang 15 μm, ug kini mahimong mas gamay.

Ang pasundayag sa multi-layer substrates kinahanglan nga ipasiugda ang mubu nga dielectric nga mga kabtangan, ubos nga coefficient thermal expansion (CTE) ug taas nga resistensya sa kainit, nga nagtumong sa mubu nga mga substrate nga nakab-ot ang mga target sa pasundayag. Karong panahona, ang MSPA insulation dielectric stacking nga teknolohiya gihiusa sa nipis nga copper foil nga gamiton sa mass production sa precision circuits. Ang SAP gigamit sa paghimo sa mga pattern sa sirkito nga adunay L ug S nga mga kantidad nga ubos sa 10 μm.

Ang taas nga densidad ug pagkanipis sa mga PCB hinungdan sa pagbalhin sa HDI PCB gikan sa lamination nga adunay mga cores hangtod sa mga cores sa bisan unsang layer. Alang sa HDI PCBs nga adunay parehas nga function, ang lugar ug gibag-on sa mga PCB nga nagdugtong sa bisan unsang layer gikunhuran sa 25% kung itandi sa adunay mga core laminates. Kinahanglan nga mag-aplay og usa ka nipis nga dielectric layer nga adunay mas maayo nga elektrikal nga mga kabtangan niining duha ka HDI PCB.

Nagkinahanglan og eksport gikan sa high frequency ug high speed

Ang teknolohiya sa elektronikong komunikasyon gikan sa wired ngadto sa wireless, gikan sa ubos nga frequency ug low speed ngadto sa high frequency ug high speed. Ang pasundayag sa mga smartphone milambo gikan sa 4G ngadto sa 5G, nanginahanglan og mas paspas nga transmission speed ug mas dako nga transmission volume.

Ang pag-abut sa global cloud computing nga panahon misangpot sa daghang pagtaas sa trapiko sa datos, ug adunay klaro nga uso alang sa high-frequency ug high-speed nga kagamitan sa komunikasyon. Aron matubag ang mga kinahanglanon sa high-frequency ug high-speed transmission, dugang sa pagkunhod sa signal interference ug konsumo, ang integridad sa signal ug manufacturing nahiuyon sa mga kinahanglanon sa disenyo sa disenyo sa PCB, ang mga high-performance nga materyales mao ang pinaka importante nga elemento.

Ang panguna nga trabaho sa usa ka inhenyero mao ang pagpakunhod sa mga kabtangan sa pagkawala sa signal sa kuryente aron madugangan ang katulin sa PCB ug masulbad ang mga problema sa integridad sa signal. Pinasukad sa labaw pa sa napulo ka tuig nga serbisyo sa paggama sa PCBCart, ingon usa ka hinungdan nga hinungdan nga nakaapekto sa pagpili sa materyal nga substrate, kung ang dielectric constant (Dk) mas ubos kaysa 4 ug ang pagkawala sa dielectric (Df) mas ubos kaysa 0.010, kini giisip nga usa ka intermediate Dk/Df laminate Kung ang Dk mas ubos sa 3.7 ug Df mas ubos kay sa 0.005, kini giisip nga ubos nga Dk/Df laminate. Karon, usa ka lainlaing mga materyales sa substrate ang magamit sa merkado.

Sa pagkakaron, adunay nag-una nga tulo ka matang sa kasagarang gigamit nga high-frequency circuit board substrate nga mga materyales: fluorine-based resins, PPO o PPE resins ug modified epoxy resins. Ang fluorine series dielectric substrates, sama sa PTFE, adunay pinakaubos nga dielectric nga mga kabtangan ug kasagarang gigamit alang sa mga produkto nga adunay frequency nga 5 GHz o mas taas pa. Ang giusab nga epoxy resin FR-4 o PPO substrate angay alang sa mga produkto nga adunay frequency range nga 1GHz hangtod 10GHz.

Ang pagtandi sa tulo ka high-frequency substrate nga mga materyales, ang epoxy resin adunay pinakaubos nga presyo, bisan ang fluorine resin adunay pinakataas nga presyo. Sa termino sa dielectric nga kanunay, dielectric nga pagkawala, pagsuyup sa tubig, ug frequency nga mga kinaiya, ang fluorine-based resins labing maayo, samtang ang epoxy resins mas grabe. Kung ang frequency nga gigamit sa produkto mas taas kaysa 10GHz, ang fluorine-based resin ra ang molihok. Ang mga disbentaha sa PTFE naglakip sa taas nga gasto, kabus nga rigidity, ug taas nga thermal expansion coefficient.

Para sa PTFE, ang kinabag-an nga dili organikong mga substansiya (sama sa silica) mahimong gamiton isip filler materials o glass cloth aron mapalambo ang rigidity sa substrate nga materyal ug makunhuran ang coefficient sa thermal expansion. Dugang pa, tungod sa inertness sa mga molekula sa PTFE, lisud alang sa mga molekula sa PTFE nga magbugkos sa tumbaga nga foil, mao nga kinahanglan matuman ang usa ka espesyal nga pagtambal sa nawong nga nahiuyon sa tumbaga nga foil. Ang pamaagi sa pagtambal mao ang paghimo sa kemikal nga pag-ukit sa ibabaw sa polytetrafluoroethylene aron madugangan ang kabangis sa nawong o pagdugang usa ka papilit nga pelikula aron madugangan ang katakus sa pagpilit. Uban sa paggamit niini nga pamaagi, ang mga dielectric nga mga kabtangan mahimong maapektuhan, ug ang tibuok fluorine-based high-frequency circuit kinahanglan nga dugang nga maugmad.

Talagsaon nga insulating resin nga gilangkuban sa giusab nga epoxy resin o PPE ug TMA, MDI ug BMI, dugang nga panapton nga bildo. Sama sa FR-4 CCL, kini usab adunay maayo kaayo nga pagbatok sa kainit ug dielectric nga mga kabtangan, kusog sa mekanikal, ug pagkahimo sa PCB, nga ang tanan naghimo niini nga labi ka sikat kaysa sa mga substrate nga nakabase sa PTFE.

Gawas pa sa mga kinahanglanon sa pasundayag sa mga materyales sa insulating sama sa mga resin, ang kabangis sa nawong sa tumbaga ingon usa ka konduktor usa usab ka hinungdanon nga hinungdan nga nakaapekto sa pagkawala sa transmission sa signal, nga mao ang sangputanan sa epekto sa panit. Sa panguna, ang epekto sa panit mao nga ang electromagnetic induction nga namugna sa high-frequency signal transmission ug ang inductive lead nahimong konsentrado sa sentro sa cross-sectional area sa lead, ug ang nagmaneho nga kasamtangan o signal naka-focus sa ibabaw sa tingga. Ang kabangis sa nawong sa konduktor adunay hinungdanon nga papel sa pag-impluwensya sa pagkawala sa signal sa transmission, ug ang ubos nga kabangis nagdala sa gamay nga pagkawala.

Sa parehas nga kadaghan, ang taas nga pagkagapos sa nawong sa tumbaga hinungdan sa taas nga pagkawala sa signal. Busa, ang roughness sa ibabaw nga tumbaga kinahanglan nga kontrolado sa aktuwal nga manufacturing, ug kini kinahanglan nga ingon sa ubos kutob sa mahimo nga dili makaapekto sa adhesion. Kinahanglang hatagan ug dakong pagtagad ang mga signal sa frequency range nga 10 GHz o mas taas pa. Ang roughness sa copper foil gikinahanglan nga ubos pa sa 1μm, ug labing maayo nga gamiton ang ultra-surface copper foil nga adunay roughness nga 0.04μm. Ang roughness sa nawong sa copper foil kinahanglan nga inubanan sa usa ka angay nga oxidation treatment ug bonding resin system. Sa umaabot nga umaabot, mahimong adunay usa ka tumbaga nga foil nga walay profile-coated resin, nga adunay mas taas nga kalig-on sa panit aron mapugngan ang pagkawala sa dielectric nga maapektuhan.

Nagkinahanglan og taas nga thermal resistance ug taas nga dissipation

Uban sa us aka us aka us aka us aka us aka miniaturization ug taas nga pag-andar, ang mga kagamitan sa elektroniko lagmit nga makamugna og dugang nga kainit, mao nga ang mga kinahanglanon sa pagdumala sa thermal sa mga kagamitan sa elektroniko nahimong labi ug labi ka gipangayo. Usa sa mga solusyon sa kini nga problema naa sa panukiduki ug pagpauswag sa mga thermally conductive PCB. Ang sukaranan nga kondisyon alang sa PCB nga molihok nga maayo sa mga termino sa pagsukol sa kainit ug pagkawagtang mao ang pagbatok sa kainit ug kapabilidad sa pagwagtang sa substrate. Ang karon nga pag-uswag sa thermal conductivity sa PCB naa sa pagpaayo sa resin ug pagpuno sa pagdugang, apan kini nagtrabaho lamang sa usa ka limitado nga kategorya. Ang kasagaran nga pamaagi mao ang paggamit sa IMS o metal core PCB, nga naglihok isip mga elemento sa pagpainit. Kung itandi sa tradisyonal nga mga radiator ug mga fan, kini nga pamaagi adunay mga bentaha sa gamay nga gidak-on ug mubu nga gasto.

Ang aluminyo usa ka madanihon nga materyal nga adunay mga bentaha sa daghang mga kahinguhaan, mubu nga gasto ug maayo nga conductivity sa thermal. Ug intensity. Dugang pa, kini mahigalaon kaayo sa kinaiyahan nga kini gigamit sa kadaghanan sa mga metal nga substrate o metal nga mga cores. Tungod sa mga bentaha sa ekonomiya, kasaligan nga koneksyon sa elektrisidad, thermal conductivity ug taas nga kalig-on, solder-free ug lead-free, aluminum-based circuit boards gigamit sa mga produkto sa consumer, mga sakyanan, mga suplay sa militar ug mga produkto sa aerospace. Walay duhaduha nga ang yawe sa pagbatok sa kainit ug pagwagtang sa performance sa metal substrate anaa sa adhesion tali sa metal plate ug sa sirkito nga eroplano.

Giunsa mahibal-an ang substrate nga materyal sa imong PCB?

Sa modernong elektronikong edad, ang miniaturization ug thinness sa mga electronic device misangpot sa pagtumaw sa rigid PCBs ug flexible/rigid PCBs. Busa unsa nga matang sa substrate nga materyal ang angay alang kanila?

Ang dugang nga mga lugar sa aplikasyon sa rigid PCBs ug flexible/rigid PCBs nagdala ug bag-ong mga kinahanglanon sa termino sa gidaghanon ug performance. Pananglitan, ang polyimide nga mga pelikula mahimong maklasipikar sa lainlaing mga kategorya, lakip ang transparent, puti, itom ug dalag, nga adunay taas nga pagsukol sa kainit ug ubos nga coefficient sa pagpalapad sa kainit alang sa aplikasyon sa lainlaing mga sitwasyon. Sa susama, ang cost-effective nga polyester film substrate dawaton sa merkado tungod sa taas nga elasticity, dimensional stability, kalidad sa ibabaw sa pelikula, photoelectric coupling ug environmental resistance, aron matubag ang nagbag-o nga panginahanglan sa mga tiggamit.

Sama sa estrikto nga HDI PCB, ang flexible PCB kinahanglan nga makatagbo sa mga kinahanglanon sa high-speed ug high-frequency signal transmission, ug ang pagtagad kinahanglan ibayad sa dielectric nga kanunay ug dielectric nga pagkawala sa flexible substrate nga materyal. Ang flexible circuit mahimong gilangkuban sa polytetrafluoroethylene ug advanced polyimide substrate. Ang dili organikong abog ug carbon fiber mahimong idugang sa polyimide resin aron moresulta sa tulo ka layer nga flexible thermally conductive substrate. Ang dili organikong filler nga materyal mahimong aluminum nitride, aluminum oxide o hexagonal boron nitride. Kini nga matang sa materyal nga substrate adunay thermal conductivity nga 1.51W/mK, makasukol sa boltahe nga 2.5kV ug curvature nga 180 degrees.