Một PCB hoặc bảng mạch in tạo ra nhiệt khi có dòng điện chạy qua nó. Nếu không có lớp cách nhiệt thích hợp, nhiệt này có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng cho PCBS.

Tại sao PCBS cần cách nhiệt?

Trước khi bạn có thể hiểu về cách điện PCB, bạn phải hiểu: PCB là gì?

PCBS, hoặc bảng mạch in, là những hình vuông nhỏ màu xanh lá cây với các tấm đồng (nhưng cũng có thể có các màu khác). Nó có thể được tìm thấy trong hầu hết các thiết bị điện tử! Bảng mạch in cho phép các thiết bị điện tử hoạt động bình thường, biến chúng trở thành một phần quan trọng nhưng vô hình của cuộc sống hàng ngày. Nếu không có chúng, máy tính, điện thoại, tivi và thiết bị điện tử sẽ không hoạt động hoặc tồn tại.

Điện rất mạnh đối với PCB. PCBS chứa các dây đồng được in, vì vậy chúng dẫn điện một cách tự nhiên. Tuy nhiên, các bộ phận điện có thể gây nguy hiểm nếu chúng không được bao bọc trong vỏ không dẫn điện hoặc trở nên quá nóng. PCB phải được cách nhiệt để ngăn chặn sự ăn mòn đồng và giảm sự tiếp xúc ngẫu nhiên với các vật liệu dẫn điện. Cách điện thích hợp có thể giúp ngăn PCB quá nhiệt hoặc phát nổ.

Có một số cách để cô lập PCB. Có một số vật liệu cách nhiệt phổ biến, nhưng loại vật liệu cách nhiệt chính xác thường phụ thuộc vào ứng dụng của thiết kế PCB.

Nguồn ảnh: pixabay

Vật liệu cách điện PCB

Vật liệu cách điện PCB phổ biến thường được tạo thành dưới dạng chất nền không dẫn điện có thể được hợp nhất với nhau thành nhiều lớp để cho phép dòng điện chạy qua toàn bộ bảng mạch một cách chính xác. PCBS đơn giản hơn có thể là một mặt hoặc một lớp. PCBS phức tạp, chẳng hạn như những PCBS được sử dụng cho truyền thông kỹ thuật số tốc độ cao, có thể chứa hơn hai chục lớp.

Máy tính cách điện PCB có thể giúp bạn xác định khoảng cách lan truyền và khoảng hở điện, đây sẽ là yếu tố quyết định loại và số lượng chính xác của vật liệu cách điện. Khoảng cách rò rỉ là khoảng cách ngắn nhất giữa các bộ phận dẫn điện và khe hở là phần tử được ngăn cách bởi không khí chứ không phải chất nền. Hiểu khoảng cách đường rò và khoảng hở điện là điều cần thiết để tính toán cách điện PCB.

Các nhà sản xuất PCB có thể chọn sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau để cách nhiệt, từ nhựa rẻ tiền như FR-2 đến kim loại chắc chắn như nhôm. Vật liệu cách điện của PCB thường quyết định việc sử dụng nó. Ví dụ, PCB trong một món đồ chơi điện tử rẻ tiền sẽ không cần loại cách điện giống như PCB trong vệ tinh.

Để hiểu rõ hơn về vật liệu cách nhiệt và vật liệu cách nhiệt PCB, chúng ta hãy cùng tìm hiểu XNUMX hình thức phổ biến nhất của vật liệu cách nhiệt PCB.

KHÔNG ai

Fr-2 là một tùy chọn laminate chống cháy cấp thấp. Nó được làm từ hỗn hợp giấy và nhựa phenolic hóa dẻo, làm cho nó nhẹ và bền. Các bảng mạch một mặt thường sử dụng vật liệu này. FR-2 không chứa halogen và kỵ nước và có thể dễ dàng ép hoặc xay. FR-2 là một trong những lựa chọn rẻ nhất cho cách điện PCB và là lựa chọn phổ biến cho các công ty sản xuất đồ điện tử tiêu dùng dùng một lần.

KHÔNG ai

Fr-4 là một tùy chọn laminate chống cháy tiên tiến. Nó là một vật liệu tổng hợp được làm từ vải dệt sợi thủy tinh và được sử dụng phổ biến trong sản xuất PCBS hai mặt và nhiều lớp. FR-4 có thể chịu được nhiệt độ và áp suất vật lý cao hơn FR-2. Nó cũng là một vật liệu có giá cả phải chăng, làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến cho các nhà sản xuất đồ điện tử tiêu dùng cao cấp. FR-4 không được gia công nhanh, đòi hỏi các công cụ phay, dập hoặc gia công bằng cacbua vonfram.

Tần số vô tuyến (rf)

Đế RF được thiết kế để cho phép PCBS hoạt động trong các ứng dụng sử dụng RF công suất cao và vi sóng. Đế RF được sử dụng phổ biến nhất cho PCBS được lắp đặt trong thiết bị điện tử quân sự, thiết bị điện tử hàng không và điện tử hàng không. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là một số sản phẩm điện tử tiêu dùng có chứa loại chất nền này. Các chất dẻo tạo nên chất nền RF điển hình không tạo ra nhiều cách điện và thực hiện tốt nhiệm vụ tạo ra dòng điện lớn. RF và PCBS vi sóng thường chỉ có một hoặc hai lớp.

linh hoạt

Mặc dù hầu hết các bảng mạch in đều phẳng và cứng, có một số PCBS cải tiến có thể uốn cong theo hầu hết mọi hướng mà không bị gãy. Các mạch linh hoạt yêu cầu một hình thức cách điện tương tự nhưng duy nhất. Các mạch linh hoạt thường được bảo vệ bằng PHUN cách điện PCB, ngoài ra phim nhựa là một lựa chọn phổ biến. Các mạch linh hoạt yêu cầu lớp phủ cách điện PCB mỏng và mạnh để chúng có thể di chuyển tự do và vừa vặn trong không gian chật hẹp.

kim loại

Việc lựa chọn kim loại làm chất cách điện có vẻ kỳ lạ. Kim loại thường dẫn điện, và sự dẫn điện ngẫu nhiên có thể khiến PCB bị hỏng, bắt lửa hoặc nóng chảy. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, PCB với nền kim loại có thể có lợi hơn. Kim loại là chất dẫn nhiệt tuyệt vời và có thể chịu được dòng điện cực lớn mà không bị vỡ hoặc cháy. PCBS được lắp đặt trong thiết bị tích điện tiêu thụ nhiều điện năng có thể yêu cầu đế kim loại hoạt động hiệu quả.

Ảnh hưởng của ngành

Để ngăn không cho PCB quá nóng, bắt lửa hoặc bắt lửa, nó phải được cách nhiệt thích hợp. Loại cách điện tương ứng với loại sử dụng do PCB cung cấp.

PCBS điện tử đa năng thích hợp để sử dụng với các chất nền FR-2 hoặc FR-4 đơn giản hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Đế RF phù hợp hơn cho các ứng dụng liên quan đến RF công suất cao.

Chất nền mềm dẻo như chất dẻo rất thích hợp để đáp ứng các yêu cầu cách điện của bảng mạch linh hoạt. Mặt khác, kim loại là chất dẫn nhiệt tuyệt vời trong khi vẫn giữ mát các electron điện.