Hoe moet je kiezen? PCB-materiaal

Materialen die worden gebruikt om printplaten (PCBS) te vervaardigen, omvatten een groep isolerende/diëlektrische en geleidende materialen die worden gebruikt om de onderlinge verbindingen van de printplaat te construeren. Er is een grote verscheidenheid aan materialen beschikbaar om aan verschillende prestatie- en budgetvereisten te voldoen. Het type materiaal dat wordt gebruikt om PCB’s te maken, is een sleutelfactor in de duurzaamheid en functionaliteit van PCB-componenten. Het kiezen van het juiste PCB-materiaal vereist inzicht in de beschikbare materialen en hun fysieke eigenschappen, evenals hoe ze aansluiten bij de gewenste functie van het bord.

Type printplaat

Er zijn 4 hoofdtypen PCB’s:

L Stijf — solide, niet-vervormende enkel- of dubbelzijdige PCB

Flexibel (Flex) – meestal gebruikt wanneer de PCB niet kan worden beperkt tot een enkel vlak of in een niet-vlakke positie

L Stijf-flexibel — is een combinatie van stijve en flexibele PCB’s, waarbij het flexibele bord is verbonden met het stijve bord

L Hoge frequentie — Deze PCB’s worden doorgaans gebruikt in toepassingen die een speciale signaaloverdracht tussen het doel en de ontvanger vereisen.

Het gekozen PCB-materiaal is nodig om de prestaties van de uiteindelijke printplaatassemblage te optimaliseren. Daarom is het belangrijk om rekening te houden met de prestatie- en omgevingseisen van de circuitcomponenten.

Materiaaleigenschappen waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van PCB-materialen

Vier hoofdkenmerken (uit IPC 4101 — Specificatie van stijve en meerlaagse PCB-basismaterialen) Het type PCB-materiaal is van cruciaal belang om de prestaties van het basismateriaal te helpen bepalen.

1. CTE — Thermische uitzettingscoëfficiënt is een maat voor hoeveel het materiaal uitzet bij verhitting. Dit is erg belangrijk op de Z-as. In het algemeen is de uitzetting groter dan de ontledingstemperatuur (Tg). Als de CTE van het materiaal onvoldoende of te hoog is, kan er tijdens de montage een storing optreden omdat het materiaal snel uitzet over de Tg.

2. Tg — De verglazingsovergangstemperatuur van een materiaal is de temperatuur waarbij het materiaal verandert van een stijf glasachtig materiaal in een meer elastisch en flexibel rubberachtig materiaal. Bij temperaturen hoger dan Tg-materialen neemt de expansiesnelheid toe. Houd er rekening mee dat materialen dezelfde Tg kunnen hebben, maar een verschillende CTE. (Een lagere CTE is wenselijk).

3.Td — ontledingstemperatuur van laminaten. Dit is de temperatuur waarbij het materiaal afbreekt. De betrouwbaarheid is aangetast en delaminatie kan optreden als het materiaal tot 5% van zijn oorspronkelijke gewicht afgeeft. PCB’s met een hogere betrouwbaarheid of PCB’s die onder zware omstandigheden werken, vereisen een TD groter dan of gelijk aan 340 °C.

4. Delaminatietijd bij T260 / T288 — 260 °C en 280 °C — Cohesiefalen van laminaten als gevolg van thermische ontleding (Td) van epoxyharsmatrix wanneer de PCB-dikte onomkeerbaar verandert.

Om het beste laminaatmateriaal voor je printplaat te kiezen, is het belangrijk om te weten hoe je verwacht dat het materiaal zich gedraagt. Een van de doelen van materiaalkeuze is om de thermische eigenschappen van het gelamineerde materiaal nauw af te stemmen op de componenten die aan de plaat moeten worden gelast.