En PCB eller trykte kretskort genererer varme når en elektrisk strøm strømmer gjennom den. Uten riktig isolasjon kan denne varmen forårsake alvorlige problemer for PCBS.

Hvorfor trenger PCBS isolasjon?

Før du kan forstå PCB -isolasjon, må du forstå: Hva er PCB?

PCBS, eller kretskort, er små grønne firkanter med kobberark (men også i andre farger). Den finnes i nesten hvilken som helst elektronisk enhet! Kretskort gjør at elektroniske enheter fungerer som de skal, noe som gjør dem til en viktig, men usynlig del av hverdagen. Uten dem ville ikke datamaskiner, telefoner, fjernsyn og elektronikk fungert eller eksistert.

Elektrisk er veldig kraftig for PCB. PCBS inneholder trykte kobbertråder, slik at de naturlig leder strøm. Imidlertid kan elektriske komponenter utgjøre en fare hvis de ikke er innelukket i et ikke-ledende hus eller blir for varme. PCB må isoleres for å forhindre kobberkorrosjon og redusere utilsiktet kontakt med ledende materialer. Riktig isolasjon kan bidra til å forhindre at PCB overopphetes eller eksploderer.

Det er flere måter å isolere et PCB på. Det er flere vanlige isolasjonsmaterialer, men den eksakte isolasjonstypen avhenger vanligvis av anvendelsen av PCB -designet.

Bildekilde: Pixabay

PCB isolerende materiale

Vanlige PCB-isolasjonsmaterialer dannes vanligvis som ikke-ledende underlag som kan smeltes sammen i flere lag for å la strøm strømme riktig gjennom hele kretskortet. Enklere PCBS kan være ensidig eller enkeltsidig. Komplekse PCBS, som de som brukes for høyhastighets digital kommunikasjon, kan inneholde mer enn to dusin lag.

PCB -isolasjonskalkulator kan hjelpe deg med å bestemme krypavstand og elektrisk klaring, som vil være avgjørende for den nøyaktige typen og mengden isolasjonsmateriale. Krypavstand er den korteste avstanden mellom ledende deler, og klaring er elementet atskilt med luft i stedet for underlaget. Forstå krypavstand og elektrisk klaring er avgjørende for beregning av PCB -isolasjon.

PCB-produsenter kan velge å bruke en rekke forskjellige materialer for isolasjon, fra rimelig plast som FR-2 til robuste metaller som aluminium. Isoleringsmaterialet i en PCB bestemmer vanligvis bruken. For eksempel trenger ikke kretskortet i et billig produsert elektronisk leketøy den samme typen isolasjon som kretskortet i en satellitt.

For å bedre forstå PCB -isolasjon og isolasjonsmaterialer, la oss utforske de fem vanligste formene for PCB -isolasjon.

FR-2

Fr-2 er et lavt flammehemmende laminatalternativ. Den er laget av en kompositt av papir og myknet fenolharpiks, noe som gjør den lett og holdbar. Ensidige kretskort bruker vanligvis dette materialet. FR-2 er halogenfri og hydrofob og kan enkelt presses eller freses. FR-2 er et av de billigste alternativene for PCB-isolasjon og er et vanlig valg for selskaper som lager engangs forbrukerelektronikk.

FR-4

Fr-4 er et avansert flammehemmende laminatalternativ. Det er et komposittmateriale laget av glassfibervevd stoff og brukes ofte ved produksjon av tosidig og flerlags PCBS. FR-4 tåler høyere temperaturer og fysiske trykk enn FR-2. Det er også et rimelig materiale, noe som gjør det til et populært valg for produsenter av avansert forbrukerelektronikk. FR-4 bearbeides ikke raskt, og krever fresing, stempling eller maskinert wolframkarbidverktøy.

Radiofrekvens (RF)

RF -underlag er designet for å tillate PCBS å operere i applikasjoner som bruker høyfrekvent RF og mikrobølgeovn. RF -substrater brukes oftest for PCBS installert i militærelektronikk, avionikk og avionikk. Det er imidlertid viktig å merke seg at noen forbrukerelektronikkprodukter inneholder denne typen underlag. Plastene som utgjør et typisk RF -substrat genererer ikke mye isolasjon og fungerer godt for oppgaven med å generere store strømmer. RF og mikrobølgeovn PCBS har vanligvis bare ett eller to lag.

fleksibel

Selv om de fleste kretskort er flate og stive, er det noen innovative PCBS som kan bøyes i nesten alle retninger uten å bryte. Fleksible kretser krever en lignende, men unik form for isolasjon. Fleksible kretser er vanligvis beskyttet med SPRAY av PCB -isolasjon, i tillegg til at plastfilm er et populært valg. Fleksible kretser krever tynt, sterkt PCB -isolasjonsbelegg slik at de kan bevege seg fritt og passe i trange rom.

metall

Valget av metall som isolator kan virke rart. Metaller er normalt elektrisk ledende, og utilsiktet ledning kan føre til at et PCB svikter, tar fyr eller smelter. I noen tilfeller kan imidlertid en PCB med et metallsubstrat være mer fordelaktig. Metall er en utmerket varmeleder og tåler enorme strømmer uten å bryte eller brenne. PCBS installert i elektrisk ladet utstyr som bruker mye strøm, kan kreve at metallunderlag fungerer effektivt.

Industriens innflytelse

For å forhindre at PCB overopphetes, tar fyr eller tar fyr, må den være tilstrekkelig isolert. Isolasjonstypen tilsvarer typen bruk som kretskortet gir.

Elektronisk PCBS for generelle formål er egnet for bruk med enklere og mer kostnadseffektive FR-2 eller FR-4 underlag. RF -underlag er mer egnet for applikasjoner som involverer høyfrekvent RF.

Fleksible underlag som plast er godt egnet for å møte isolasjonskravene til fleksible kretskort. Metaller, derimot, er gode varmeledere mens de holder kraftelektronene kjølige.