Jak powinieneś wybrać? Materiał PCB

Materiały używane do produkcji płytek obwodów drukowanych (PCBS) obejmują grupę materiałów izolacyjnych/dielektrycznych i przewodzących używanych do budowy połączeń płytek drukowanych. Dostępna jest szeroka gama materiałów, aby spełnić różne wymagania dotyczące wydajności i budżetu. Rodzaj materiału użytego do wykonania PCB jest kluczowym czynnikiem wpływającym na trwałość i funkcjonalność elementów PCB. Wybór odpowiedniego materiału PCB wymaga zrozumienia dostępnych materiałów i ich właściwości fizycznych, a także ich dopasowania do pożądanej funkcji płytki.

Rodzaj płytki drukowanej

Istnieją 4 główne typy PCB:

L Sztywna — solidna, nieodkształcająca się jedno- lub dwustronna płytka drukowana

Elastyczny (Flex) – zwykle używany, gdy PCB nie może być ograniczona do pojedynczej płaszczyzny lub w pozycji innej niż płaszczyzna

L Sztywno-elastyczny — to połączenie sztywnej i elastycznej płytki drukowanej, w której elastyczna płytka jest połączona ze sztywną płytką

L Wysoka częstotliwość — te płytki drukowane są zwykle używane w aplikacjach, które wymagają specjalnej transmisji sygnału między celem a odbiornikiem.

Wybrany materiał PCB jest wymagany do optymalizacji wydajności końcowego zespołu płytki drukowanej. Dlatego ważne jest, aby wziąć pod uwagę wydajność i wymagania środowiskowe elementów obwodu.

Właściwości materiału, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze materiałów PCB

Cztery główne cechy (z IPC 4101 — Specyfikacja sztywnych i wielowarstwowych materiałów bazowych PCB) Rodzaj materiału PCB ma kluczowe znaczenie dla określenia wydajności materiału bazowego.

1. CTE — współczynnik rozszerzalności cieplnej jest miarą tego, jak bardzo materiał rozszerza się po podgrzaniu. Jest to bardzo ważne na osi Z. Na ogół rozszerzalność jest większa niż temperatura rozkładu (Tg). Jeśli CTE materiału jest niewystarczający lub zbyt wysoki, podczas montażu może wystąpić awaria, ponieważ materiał gwałtownie rozszerzy się ponad Tg.

2. Tg — Temperatura przejścia w zeszklenie materiału to temperatura, w której materiał zmienia się ze sztywnego materiału szklistego w bardziej elastyczny i elastyczny materiał gumowy. W temperaturach wyższych niż materiały Tg szybkość rozszerzania wzrasta. Należy pamiętać, że materiały mogą mieć tę samą Tg, ale różne CTE. (Pożądany jest niższy CTE).

3.Td — temperatura rozkładu laminatów. Jest to temperatura, w której materiał się psuje. Niezawodność jest pogorszona i może wystąpić rozwarstwienie, gdy materiał uwalnia do 5% swojej pierwotnej wagi. PCB o wyższej niezawodności lub PCB pracujące w trudnych warunkach będą wymagały TD większej lub równej 340°C.

4. Czas delaminacji przy T260 / T288 — 260°C i 280°C — Brak spójności laminatów spowodowany rozkładem termicznym (Td) matrycy z żywicy epoksydowej przy nieodwracalnej zmianie grubości PCB.

Aby wybrać najlepszy materiał laminowany na swoją płytkę drukowaną, ważne jest, aby wiedzieć, jak będzie się zachowywał materiał. Jednym z celów doboru materiału jest ścisłe dopasowanie właściwości termicznych laminowanego materiału do elementów spawanych z płytą.