A PCB or circuito stampato genera calore quando una corrente elettrica lo attraversa. Senza un adeguato isolamento, questo calore può causare seri problemi ai PCB.

Perché i PCB hanno bisogno di isolamento?

Prima di poter comprendere l’isolamento del PCB, è necessario comprendere: cos’è il 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! I circuiti stampati consentono ai dispositivi elettronici di funzionare correttamente, rendendoli una parte vitale ma invisibile della vita quotidiana. Senza di loro, computer, telefoni, televisori ed elettronica non funzionerebbero né esisterebbero.

L’elettricità è molto potente per PCB. PCBS contain printed copper wires, so they naturally conduct electricity. Tuttavia, i componenti elettrici possono rappresentare un pericolo se non sono racchiusi in un alloggiamento non conduttivo o diventano troppo caldi. Il PCB deve essere isolato per prevenire la corrosione del rame e ridurre il contatto accidentale con materiali conduttivi. 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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Materiale isolante PCB

I comuni materiali isolanti per PCB sono generalmente formati come substrati non conduttivi che possono essere fusi insieme in più strati per consentire alla corrente di fluire correttamente attraverso l’intero circuito. I PCB più semplici possono essere a lato singolo oa strato singolo. 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. La distanza di dispersione è la distanza più breve tra le parti conduttive e il gioco è l’elemento separato dall’aria anziché dal substrato. Understanding creepage distance and electrical clearance is essential for calculating PCB insulation.

I produttori di PCB possono scegliere di utilizzare una varietà di materiali diversi per l’isolamento, da plastiche economiche come FR-2 a metalli robusti come l’alluminio. The insulating material of a PCB usually determines its use. Ad esempio, il PCB in un giocattolo elettronico a basso costo non avrebbe bisogno dello stesso tipo di isolamento del PCB in un satellite.

Per comprendere meglio l’isolamento dei PCB e i materiali isolanti, esploriamo le cinque forme più comuni di isolamento dei PCB.

FR-2

Fr-2 è un’opzione laminata ignifuga di bassa qualità. It is made from a composite of paper and plasticized phenolic resin, making it light and durable. I circuiti stampati a lato singolo di solito utilizzano questo materiale. L’FR-2 è privo di alogeni e idrofobo e può essere facilmente pressato o fresato. L’FR-2 è una delle opzioni più economiche per l’isolamento dei PCB ed è una scelta comune per le aziende che producono elettronica di consumo usa e getta.

FR-4

Fr-4 è un’opzione laminata ritardante di fiamma avanzata. È un materiale composito realizzato in tessuto in fibra di vetro ed è comunemente usato nella produzione di PCB a doppia faccia e multistrato. L’FR-4 può resistere a temperature e pressioni fisiche più elevate rispetto all’FR-2. È anche un materiale conveniente, che lo rende una scelta popolare per i produttori di elettronica di consumo di fascia alta. L’FR-4 non viene lavorato velocemente, richiedendo fresatura, stampaggio o utensili in carburo di tungsteno lavorati.

Radiofrequenza (rf)

I substrati RF sono progettati per consentire ai PCB di funzionare in applicazioni che utilizzano RF e microonde ad alta potenza. I substrati RF sono più comunemente usati per PCB installati nell’elettronica militare, nell’avionica e nell’avionica. È importante notare, tuttavia, che alcuni prodotti di elettronica di consumo contengono questo tipo di substrato. Le plastiche che costituiscono un tipico substrato RF non generano molto isolamento e si comportano bene per il compito di generare grandi correnti. I PCB RF e microonde di solito hanno solo uno o due strati.

flessibile

Sebbene la maggior parte dei circuiti stampati sia piatta e rigida, esistono alcuni PCB innovativi che possono piegarsi in quasi tutte le direzioni senza rompersi. I circuiti flessibili richiedono una forma di isolamento simile ma unica. I circuiti flessibili sono solitamente protetti con uno SPRAY di isolamento PCB, oltre al film plastico è una scelta popolare. I circuiti flessibili richiedono un rivestimento isolante per PCB sottile e resistente in modo che possano muoversi liberamente e adattarsi a spazi ristretti.

metallo

La scelta del metallo come isolante può sembrare strana. I metalli sono normalmente elettricamente conduttivi e la conduzione accidentale può causare il guasto, l’incendio o la fusione di un PCB. However, in some cases, a PCB with a metal substrate may be more advantageous. Il metallo è un eccellente conduttore di calore e può sopportare enormi correnti senza rompersi o bruciarsi. I PCB installati in apparecchiature caricate elettricamente che consumano molta energia possono richiedere substrati metallici per funzionare in modo efficace.

Influenza del settore

Per evitare che il PCB si surriscaldi, prenda fuoco o prenda fuoco, deve essere adeguatamente isolato. Il tipo di isolamento corrisponde al tipo di utilizzo previsto dal PCB.

I PCB elettronici per uso generale sono adatti per l’uso con substrati FR-2 o FR-4 più semplici ed economici. I substrati RF sono più adatti per applicazioni che coinvolgono RF ad alta potenza.

I substrati flessibili come la plastica sono adatti a soddisfare i requisiti di isolamento dei circuiti stampati flessibili. I metalli, d’altra parte, sono ottimi conduttori di calore mantenendo freschi gli elettroni di potenza.