A PCB or Leiterplatte erzeugt Wärme, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Ohne geeignete Isolierung kann diese Hitze ernsthafte Probleme für PCBS verursachen.

Warum brauchen PCBS eine Isolierung?

Bevor Sie die PCB-Isolierung verstehen können, müssen Sie Folgendes verstehen: Was ist PCB?

PCBS, or printed circuit boards, are small green squares with copper sheets (but also in other colors). It can be found in almost any electronic device! Leiterplatten ermöglichen die einwandfreie Funktion elektronischer Geräte und sind damit ein unverzichtbarer, aber unsichtbarer Bestandteil des täglichen Lebens. Ohne sie würden Computer, Telefone, Fernseher und Elektronik nicht funktionieren oder existieren.

Elektrik ist für PCB sehr mächtig. PCBS contain printed copper wires, so they naturally conduct electricity. Elektrische Komponenten können jedoch eine Gefahr darstellen, wenn sie nicht in ein nicht leitfähiges Gehäuse eingeschlossen sind oder zu heiß werden. Die Leiterplatte muss isoliert sein, um Kupferkorrosion zu verhindern und den versehentlichen Kontakt mit leitfähigen Materialien zu reduzieren. Proper insulation can help prevent the PCB from overheating or exploding.

There are several ways to isolate a PCB. There are several common insulation materials, but the exact type of insulation usually depends on the application of the PCB design.

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PCB-Isoliermaterial

Übliche PCB-Isolationsmaterialien werden normalerweise als nichtleitende Substrate gebildet, die in mehreren Schichten miteinander verschmolzen werden können, um einen korrekten Stromfluss durch die gesamte Leiterplatte zu ermöglichen. Einfachere Leiterplatten können einseitig oder einlagig sein. Complex PCBS, such as those used for high-speed digital communications, may contain more than two dozen layers.

PCB insulation calculator can help you determine creepage distance and electrical clearance, which will be the determining factor in the exact type and quantity of insulation material. Die Kriechstrecke ist die kürzeste Entfernung zwischen leitfähigen Teilen, und die Luftstrecke ist das Element, das durch Luft und nicht durch das Substrat getrennt ist. Understanding creepage distance and electrical clearance is essential for calculating PCB insulation.

Leiterplattenhersteller können eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien für die Isolierung verwenden, von preiswerten Kunststoffen wie FR-2 bis hin zu robusten Metallen wie Aluminium. The insulating material of a PCB usually determines its use. Zum Beispiel würde die Leiterplatte in einem billig hergestellten elektronischen Spielzeug nicht die gleiche Art von Isolierung benötigen wie die Leiterplatte in einem Satelliten.

Um die PCB-Isolierung und -Isolationsmaterialien besser zu verstehen, lassen Sie uns die fünf gängigsten Formen der PCB-Isolierung untersuchen.

FR-2

Fr-2 ist eine flammhemmende Laminatoption geringer Qualität. It is made from a composite of paper and plasticized phenolic resin, making it light and durable. Einseitige Leiterplatten verwenden in der Regel dieses Material. Der FR-2 ist halogenfrei und hydrophob und lässt sich leicht pressen oder fräsen. Der FR-2 ist eine der günstigsten Optionen für die PCB-Isolierung und eine gängige Wahl für Unternehmen, die Einweg-Unterhaltungselektronik herstellen.

FR-4

Fr-4 ist eine fortschrittliche flammhemmende Laminatoption. Es ist ein Verbundmaterial aus Glasfasergewebe und wird häufig bei der Herstellung von doppelseitigen und mehrschichtigen Leiterplatten verwendet. Der FR-4 kann höheren Temperaturen und physikalischen Drücken standhalten als der FR-2. Es ist auch ein erschwingliches Material, was es zu einer beliebten Wahl für Hersteller von High-End-Unterhaltungselektronik macht. Der FR-4 ist nicht schnell bearbeitet und erfordert Fräs-, Stanz- oder bearbeitete Hartmetallwerkzeuge.

Funkfrequenz (HF)

HF-Substrate sind so konzipiert, dass PCBS in Anwendungen mit Hochleistungs-HF und Mikrowellen betrieben werden können. HF-Substrate werden am häufigsten für PCBS verwendet, die in der Militärelektronik, Avionik und Avionik installiert sind. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass einige Produkte der Unterhaltungselektronik diese Art von Substrat enthalten. Die Kunststoffe, aus denen ein typisches HF-Substrat besteht, erzeugen nicht viel Isolierung und eignen sich gut für die Aufgabe, große Ströme zu erzeugen. HF- und Mikrowellen-Leiterplatten haben normalerweise nur eine oder zwei Schichten.

flexibel

Obwohl die meisten Leiterplatten flach und steif sind, gibt es einige innovative Leiterplatten, die sich in fast jede Richtung biegen lassen, ohne zu brechen. Flexible Schaltungen erfordern eine ähnliche, aber einzigartige Form der Isolierung. Flexible Schaltungen werden normalerweise mit einem SPRAY der PCB-Isolierung geschützt, zusätzlich ist Plastikfolie eine beliebte Wahl. Flexible Schaltungen erfordern eine dünne, starke PCB-Isolationsbeschichtung, damit sie sich frei bewegen und in enge Räume passen können.

Metall

Die Wahl von Metall als Isolator mag seltsam erscheinen. Metalle sind normalerweise elektrisch leitfähig, und eine versehentliche Leitung kann dazu führen, dass eine Leiterplatte ausfällt, Feuer fängt oder schmilzt. However, in some cases, a PCB with a metal substrate may be more advantageous. Metall ist ein ausgezeichneter Wärmeleiter und kann großen Strömen standhalten, ohne zu brechen oder zu verbrennen. PCBS, die in elektrisch geladenen Geräten installiert sind, die viel Strom verbrauchen, erfordern möglicherweise Metallsubstrate, um effektiv zu funktionieren.

Brancheneinfluss

Um zu verhindern, dass die Leiterplatte überhitzt, Feuer fängt oder Feuer fängt, muss sie ausreichend isoliert werden. The type of insulation corresponds to the type of use provided by the PCB.

Elektronische Allzweck-Leiterplatten eignen sich für die Verwendung mit einfacheren und kostengünstigeren FR-2- oder FR-4-Substraten. HF-Substrate sind besser geeignet für Anwendungen, die Hochleistungs-HF beinhalten.

Flexible Substrate wie Kunststoffe sind gut geeignet, um die Isolationsanforderungen von flexiblen Leiterplatten zu erfüllen. Metalle hingegen sind ausgezeichnete Wärmeleiter, während sie die Leistungselektronen kühl halten.