תכנון המעגל המודפס (PCB) היא משימה שגרתית עבור רוב מהנדסי האלקטרוניקה (EE). למרות ניסיון של שנים בעיצוב PCB, יצירת עיצובים PCB מונעי ביצועים באיכות גבוהה אינה פשוטה. ישנם גורמים רבים שיש לקחת בחשבון, וחומר צלחת הוא אחד מהם. החומרים הבסיסיים המשמשים לייצור PCBS חשובים מאוד. לפני הייצור יש לבחון את תכונות החומר בהיבטים שונים, כגון גמישות, עמידות בטמפרטורה, קבוע דיאלקטרי, חוזק דיאלקטרי, חוזק מתיחה, הידבקות וכן הלאה. הביצועים והאינטגרציה של לוח מעגלים תלויים לחלוטין בחומרים בהם משתמשים. מאמר זה בוחן עוד יותר חומרי PCB. אז הישארו מעודכנים למידע נוסף.

אילו סוגי חומרים משמשים בייצור PCB?

זוהי רשימה של החומרים העיקריים המשמשים לייצור מעגלים. בואו נסתכל על זה.

Fr-4: FR הוא קיצור של FIRE RETARDENT. זהו חומר ה- PCB הנפוץ ביותר לכל סוגי ייצור ה- PCB. לרבד אפוקסי למינציה FR-4 מחוזק פיברגלס מיוצר באמצעות בד ארוג פיברגלס וקלסר שרף מעכב בעירה. חומר זה פופולרי מכיוון שהוא מספק בידוד חשמלי מצוין ובעל חוזק מכני טוב. חומר זה מספק חוזק מתיחה גבוה מאוד. הוא ידוע בייצור הטוב שלו ובספיגת הלחות.

Fr-5: המצע עשוי מחומר מחוזק בסיבי זכוכית ומחייב שרף אפוקסי. This is a good choice for multi-layer circuit board design. הוא מתפקד היטב בריתוך ללא עופרת ובעל תכונות מכניות מצוינות בטמפרטורות גבוהות. הוא ידוע בשל ספיגת הלחות הנמוכה שלו, עמידותו הכימית, תכונות חשמליות מצוינות וחוזק רב.

Fr-1 ו- FR-2: הוא מורכב מנייר ותרכובות פנוליות והוא אידיאלי לעיצובי מעגלים חד-שכבתיים. לשני החומרים מאפיינים דומים, אך ל- FR2 יש טמפרטורת מעבר זכוכית נמוכה יותר מאשר FR1.

Cem-1: חומר זה שייך לקבוצת חומרי אפוקסי מרוכבים (CEM). הסט מורכב משרף סינתטי אפוקסי, מבד פיברגלס ומליבה שאינה מפיברגלס. החומר, המשמש במעגלים חד-צדדיים, אינו יקר ומעכב בעירה. It is famous for its excellent mechanical and electrical performance.

Cem-3: Similar to CEM-1, this is another composite epoxy material. יש לו תכונות מעכבות בעירה והוא משמש בעיקר ללוחות מעגל דו צדדיים. It is less mechanically strong than FR4, but cheaper than FR4. Therefore, it is a good alternative to FR4.

נחושת: נחושת היא הבחירה העיקרית בייצור של מעגלים בודדים ורב שכבתיים. הסיבה לכך היא שהוא מספק רמות חוזק גבוהות, מוליכות תרמית וחשמלית גבוהה ותגובתיות כימית נמוכה.

Tg גבוה: Tg גבוה מציין טמפרטורת מעבר גבוהה של זכוכית. חומר PCB זה אידיאלי ללוחות ביישומים תובעניים. לחומרים Tg יש עמידות בטמפרטורה גבוהה ועמידות לאורך זמן.

רוג’רס: חומר זה ידוע בדרך כלל כ- RF, ותואם את תאימותו לרבדות FR4. בשל מוליכות הטרמינל הגבוהה והעכבה הנשלטת שלה, ניתן לעבד בקלות מעגלים ללא עופרת.

אלומיניום: חומר זה PCB הניתן לבישול וניתן לעיכוב מונע מלוחות נחושת להתחמם יתר על המידה. הוא נבחר בעיקר בזכות יכולתו לפזר חום במהירות.

אלומיניום ללא הלוגן: מתכת זו אידיאלית ליישומים ידידותיים לסביבה. אלומיניום ללא הלוגן שיפר את הקבוע הדיאלקטרי ואת דיפוזיות הלחות.

במהלך השנים, PCBS צברה פופולריות אדירה ומצאה מגוון רחב של יישומים בתעשיות הדורשות מעגלים מורכבים. לכן, בחירת חומר ה- PCB הנכון חשובה מאוד, מכיוון שהיא משפיעה לא רק על התפקוד והמאפיינים, אלא גם על העלות הכוללת של הלוח. בחר חומרים המבוססים על דרישות היישום, גורמים סביבתיים ומגבלות אחרות העומדות בפני ה- PCB.