为什么PCBS需要绝缘

A PCB or 印刷电路板 当电流流过时会产生热量。 如果没有适当的绝缘,这种热量会导致 PCBS 出现严重问题。

为什么PCBS需要绝缘?

在了解PCB绝缘之前,您必须了解:什么是PCB?

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! 印刷电路板使电子设备能够正常运行,使它们成为日常生活中重要但无形的部分。 没有它们,计算机、电话、电视和电子产品将无法工作或存在。

印刷电路板

电气对于PCB来说非常强大。 PCBS contain printed copper wires, so they naturally conduct electricity. 但是,如果电子元件没有封装在非导电外壳中或变得太热,则它们可能会造成危险。 PCB 必须绝缘以防止铜腐蚀并减少与导电材料的意外接触。 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.

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PCB绝缘材料

常见的 PCB 绝缘材料通常形成为非导电基板,这些基板可以多层熔合在一起,以允许电流正确地流过整个电路板。 更简单的 PCBS 可以是单面或单层。 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. 爬电距离是导电部件之间的最短距离,间隙是由空气而不是基板隔开的元件。 Understanding creepage distance and electrical clearance is essential for calculating PCB insulation.

PCB 制造商可以选择使用各种不同的绝缘材料,从廉价的塑料(如 FR-2)到坚固的金属(如铝)。 The insulating material of a PCB usually determines its use. 例如,廉价电子玩具中的 PCB 不需要与卫星中的 PCB 相同类型的绝缘。

为了更好地了解PCB绝缘和绝缘材料,让我们探索五种最常见的PCB绝缘形式。

FR-2

Fr-2 是一种低级阻燃层压板选项。 It is made from a composite of paper and plasticized phenolic resin, making it light and durable. 单面电路板通常使用这种材料。 FR-2 不含卤素且具有疏水性,易于压制或研磨。 FR-2 是最便宜的 PCB 绝缘选择之一,是制造一次性消费电子产品的公司的常见选择。

FR-4

Fr-4 是一种高级阻燃层压板选项。 It is a composite material made of fiberglass woven fabric and is commonly used in the manufacture of double-sided and multi-layer PCBS. FR-4 可以承受比 FR-2 更高的温度和物理压力。 It’s also an affordable material, making it a popular choice for manufacturers of high-end consumer electronics. FR-4 加工速度不快,需要铣削、冲压或机加工碳化钨工具。

射频 (rf)

RF 基板旨在允许 PCBS 在使用高功率 RF 和微波的应用中运行。 RF 基板最常用于安装在军用电子设备、航空电子设备和航空电子设备中的 PCBS。 然而,重要的是要注意,一些消费电子产品包含这种类型的基板。 构成典型 RF 基板的塑料不会产生大量绝缘,并且在产生大电流的任务中表现良好。 射频和微波 PCBS 通常只有一层或两层。

灵活

尽管大多数印刷电路板都是平坦且刚性的,但也有一些创新的 PCBS 几乎可以向任何方向弯曲而不会断裂。 柔性电路需要类似但独特的绝缘形式。 柔性电路通常用 PCB 绝缘层喷涂保护,此外塑料薄膜是一种流行的选择。 柔性电路需要薄而坚固的 PCB 绝缘涂层,以便它们可以自由移动并适合狭窄的空间。

金属

选择金属作为绝缘体似乎很奇怪。 金属通常是导电的,意外的导电会导致 PCB 失效、着火或熔化。 However, in some cases, a PCB with a metal substrate may be more advantageous. 金属是极好的热导体,可以承受巨大的电流而不会断裂或燃烧。 安装在消耗大量电力的带电设备中的 PCBS 可能需要金属基板才能有效运行。

行业影响

为防止PCB过热、着火或着火,必须充分绝缘。 The type of insulation corresponds to the type of use provided by the PCB.

通用电子 PCBS 适用于更简单且更具成本效益的 FR-2 或 FR-4 基板。 RF 基板更适合涉及高功率 RF 的应用。

塑料等柔性基板非常适合满足柔性电路板的绝缘要求。 另一方面,金属是优良的热导体,同时保持功率电子的冷却。