A PCB or друкована плата генерує тепло, коли через нього протікає електричний струм. Без належної ізоляції це тепло може спричинити серйозні проблеми для ПХБ.

Чому PCBS потребує ізоляції?

Перш ніж ви зможете зрозуміти ізоляцію друкованої плати, ви повинні зрозуміти: що таке друкована плата?

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! Друковані плати дозволяють електронним пристроям працювати належним чином, роблячи їх важливою, але непомітною частиною повсякденного життя. Без них не працювали б і не існували б комп’ютери, телефони, телевізори та електроніка.

Електрика дуже потужна для друкованих плат. PCBS contain printed copper wires, so they naturally conduct electricity. Однак електричні компоненти можуть становити небезпеку, якщо вони не укладені в непровідний корпус або нагріваються. Друкована плата повинна бути ізольована для запобігання корозії міді та зменшення випадкового контакту з провідними матеріалами. 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.

Джерело фотографії: pixabay

Ізоляційний матеріал з друкованої плати

Звичайні ізоляційні матеріали з друкованої плати зазвичай формуються як непровідні підкладки, які можуть зливатися разом у декількох шарах, щоб забезпечити правильний протік струму по всій платі. Простіші PCBS можуть бути односторонніми або одношаровими. 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. Відстань повзучості – це найкоротша відстань між струмопровідними частинами, а зазор – це елемент, відокремлений повітрям, а не підкладкою. Understanding creepage distance and electrical clearance is essential for calculating PCB insulation.

Виробники друкованих плат можуть вибрати для утеплення різні матеріали, від недорогих пластмас, таких як FR-2, до міцних металів, таких як алюміній. The insulating material of a PCB usually determines its use. Наприклад, друкована плата в дешево виготовленій електронній іграшці не потребуватиме такого типу ізоляції, як друкована плата в супутнику.

Щоб краще зрозуміти ізоляцію та ізоляційні матеріали з друкованої плати, давайте вивчимо п’ять найпоширеніших форм ізоляції з друкованої плати.

FR-2

Fr-2-це низькоякісний вогнезахисний ламінат. Він виготовлений із композиту з паперу та пластифікованої фенольної смоли, що робить його легким та міцним. Односторонні плати зазвичай використовують цей матеріал. FR-2 не містить галогенів і гідрофобний, його можна легко пресувати або фрезерувати. FR-2 є одним з найдешевших варіантів ізоляції на друкованих платах і є загальним вибором для компаній, що виробляють одноразову побутову електроніку.

FR-4

Fr-4-це вдосконалений вогнезахисний ламінат. Це композитний матеріал, виготовлений із тканини зі скловолокна і зазвичай використовується у виробництві двосторонньої та багатошарової ПХБ. FR-4 витримує більш високі температури та фізичний тиск, ніж FR-2. Це також доступний матеріал, що робить його популярним вибором для виробників високоякісної побутової електроніки. FR-4 не обробляється швидко, вимагає фрезерування, штампування або обробленого інструменту з карбіду вольфраму.

Радіочастота (ВЧ)

Радіочастотні підкладки розроблені для того, щоб дозволити PCBS працювати в додатках, що використовують потужні РЧ та мікрохвильові печі. РЧ -підкладки найчастіше використовуються для PCBS, встановлених у військовій електроніці, авіоніці та авіоніці. Однак важливо відзначити, що деякі вироби побутової електроніки містять цей тип підкладки. Пластмаси, що складають типову радіочастотну підкладку, не генерують багато ізоляції і добре справляються із завданням генерації великих струмів. РЧ та мікрохвильова PCBS зазвичай мають лише один або два шари.

гнучкий

Хоча більшість друкованих плат є плоскими і жорсткими, є деякі інноваційні друковані плати, які можуть вигинатися практично в будь -якому напрямку, не ламаючись. Гнучкі схеми вимагають подібної, але унікальної форми ізоляції. Гнучкі схеми, як правило, захищені СПРЕЙ з ізоляції друкованих плат, на додаток до поліетиленової плівки є популярним вибором. Гнучкі схеми вимагають тонкого, міцного ізоляційного покриття з друкованої плати, щоб вони могли вільно переміщатися і поміщатися в тісних місцях.

метал

Вибір металу в якості утеплювача може здатися дивним. Метали зазвичай є електропровідними, і випадкова провідність може призвести до виходу з ладу друкованої плати, займання або розплавлення. However, in some cases, a PCB with a metal substrate may be more advantageous. Метал є чудовим провідником тепла і може витримувати величезні струми, не розриваючись і не підпалюючи. PCBS, встановлені в електрично зарядженому обладнанні, яке споживає багато енергії, може потребувати металевих підкладок для ефективної роботи.

Вплив галузі

Щоб запобігти перегріванню, загорянню або загорянню друкованої плати, її слід належним чином ізолювати. Тип ізоляції відповідає типу використання, який надається друкованою платою.

Електронні друковані плати загального призначення підходять для використання з більш простими та економічно вигідними підкладками FR-2 або FR-4. РЧ -підкладки більше підходять для застосування з використанням радіочастот великої потужності.

Гнучкі основи, такі як пластик, добре підходять для задоволення вимог до ізоляції гнучких плат. Метали, з іншого боку, є відмінними провідниками тепла, зберігаючи холодні силові електрони.