Verschillende soorten PCB-substraatmateriaal voor uw project

Het allerbelangrijkste is om het juiste PCB-substraatmateriaal te kiezen voor de productie van PCB's. Fabrikanten gebruiken veel soorten substraatmaterialen met verschillende eigenschappen. In dit artikel wordt uitgelegd hoe u het juiste PCB-substraatmateriaal voor uw project kiest. Plus, leert u over verschillende soorten PCB-substraten.

PCB-substraten: Alle belangrijke eigenschappen van diëlektrisch materiaal

Dit materiaal zorgt voor een minimale hoeveelheid elektriciteit uit het circuit. Omdat er tussen twee geleidende lagen een isolerende laag bestaat. Bijvoorbeeld, FR-4 is de meest voorkomende soort diëlektrische substantieel. U moet de eigenschappen ervan overwegen voordat u het voor uw printplaat kiest.

Hier zijn de 4 belangrijkste eigenschappen van diëlektrisch materiaal:

1. Thermische eigenschappen

Laten we eens kijken naar de thermische eigenschappen van het substraatmateriaal:

Glasovergangstemperatuur

Een temperatuurbereik waarin een glasachtige of stijve toestand van het PCB-substraat een verzachte of vervormbare toestand wordt. De eigenschappen van het materiaal keren na afkoeling terug in hun oorspronkelijke staat. Dit temperatuurbereik kunt u uitdrukken in de Tg-eenheid. En, je moet deze temperatuur meten in graden Celsius.

Ontledingstemperatuur

Td is een uitdrukking die wordt gebruikt voor de ontledingstemperatuur. Het is een chemische afbraakmethode waarbij materiaal tot wel kan verliezen 5% van de massa. De maateenheid van Td is ^deC.

In dit proces zijn eigenschappen of niet omkeerbaar. Wanneer een substraatmateriaal zijn ontledingstemperatuur bereikt, er treedt een verandering op in de eigenschappen van het materiaal. Na deze wijziging, de eigenschappen van de materialen zijn niet omkeerbaar. Aan de andere kant, eigenschappen zijn omkeerbaar in glasovergangstemperatuur.

Kies een substraatmateriaal waarvoor het temperatuurbereik minder dan Td en hoger dan Tg moet zijn. Het temperatuurbereik kan er dus tussen liggen 200 en 250 ^deC. Daarom, probeer Td hoger te maken dan dit.

Uitzettingscoëfficiënt

De CTE toont de snelheid waarmee een PCB-materiaal uitzet na opwarmen. U kunt CTE uitdrukken in delen / miljoen. Wanneer de temperatuur van materiaal stijgt dan Tg, ook de CTE begint te stijgen. De meeste substraten hebben een hogere CTE dan koper. Het kan leiden tot verbindingsproblemen wanneer de temperatuur van de PCB stijgt.

De CTE is relatief laag langs de X- en Y-assen. Het bereik van CTE ligt tussen 10 en 20 ppm per ^deC langs deze assen. Het komt door geweven glas. Hierdoor wordt het materiaal in deze assen beperkt. Als gevolg, er treedt geen significante verandering op in CTE wanneer de temperatuur hoger wordt dan Tg.

Door het geweven glas, het materiaal zet uit langs de Z-as. De waarde van CTE moet dus langs deze as zo laag mogelijk zijn. Je moet proberen het lager te houden dan 70 ppm per ^deC. De CTE zal stijgen wanneer het materiaal de Tg overschrijdt.

Daarnaast, u kunt ook de Tg van materiaal lokaliseren met CTE. Alles wat je nodig hebt om een ​​curve van temperatuur versus verplaatsing uit te zetten.

Warmtegeleiding

Deze eigenschap behandelt de warmtegeleiding. U kunt de waarde van thermische geleidbaarheid weergeven met k. Lage thermische geleidbaarheid vertoont een lage warmteoverdracht en vice versa. Je kunt de thermische geleidbaarheid van een materiaal meten in watt per meter ºC.

De meeste PCB-substraatmaterialen hebben een warmtegeleidingsvermogen tussen 0.3 en 0.6 W / M-ºC. Dit warmtegeleidingsvermogen is aanzienlijk lager in vergelijking met koper. De k van koper is ongeveer 386 W / M-ºC. Koperen vlaklagen nemen dus meer warmte weg in vergelijking met diëlektrisch materiaal in een printplaat.

2. Elektrische eigenschappen

Relatieve permittiviteit van diëlektrische constante (Dk of Er)

Het is erg belangrijk om rekening te houden met de diëlektrische constante van materiaal voor het controleren van impedantie-overwegingen en signaalintegriteit. Beide zijn opmerkelijke factoren voor elektrische prestaties met een hoge frequentie. Het bereik van Er is tussen 2.5 en 4.5 in het meeste PCB-substraatmateriaal.

De waarde van de diëlektrische constante hangt af van de frequentie. Wanneer de frequentie toeneemt, de waarde ervan zal afnemen. Plus, deze wijziging hangt verder af van het materiaalsoort. Het meest geschikte materiaal voor hoogfrequente toepassingen waarbij de diëlektrische constante vrijwel hetzelfde blijft voor een breed frequentiebereik.

Dissipatiefactor of diëlektrisch verlies tangens (Df Tan δ)

Het verlies aan tangens van materiaal geeft een maat voor het vermogen dat verloren gaat door materiaal. Als het verlies tangens lager is in een materiaal, het zal resulteren in minder vermogensverlies. Het bereik van Tan δ in het meeste printplaatmateriaal is 0.02. Trouwens, de waarde van Tan δ kan zijn 0.001 voor verliesarm en hoogwaardig materiaal. De waarde van Tan δ neemt toe naarmate de frequentie toeneemt.

Hoewel verlies tangens niet van groot belang is voor digitale schakelingen, het is belangrijk voor hoge frequenties boven 1 Ghz. Plus, verlies tangens is zeer essentieel voor analoge signalen omdat het helpt bij het vinden van de mate van signaalvermindering.

Volumeweerstand

Fabrikanten noemen volumeweerstand elektrische weerstand. Het helpt bij het meten van isolatie of elektrische weerstand van het materiaal. Als de soortelijke weerstand van het materiaal hoog is, er zal minder beweging van de elektrische lading in het circuit zijn. De internationale weerstandseenheid van het systeem is Ω-m.

Diëlektrische isolatoren hebben een zeer hoge weerstand. Het weerstandsbereik kan variëren van 10⁶ tot 10¹⁰ Mega ohm-centimeter. Vocht en temperatuur beïnvloeden de soortelijke weerstand.

Oppervlakte weerstand – ρS

Oppervlakteweerstand of ρS omvat elektrische of isolatieweerstand van het materiaal van een printplaat. Het moet ook een zeer hoge waarde aan oppervlakteweerstand hebben, vergelijkbaar met volumeweerstand. Daarom, de waarde van de oppervlakteweerstand moet tussen 10⁶ en 10¹⁰ Megaohms per vierkant liggen.

Elektrische sterkte

Deze eigenschap helpt bij het meten van het weerstandsvermogen van printplaatmateriaal. Het betekent hoeveel een materiaal bestand is tegen elektrische afbraak langs de Z-as. De internationale eenheid van het systeem voor het meten van elektrische sterkte is volt / mil. De meeste diëlektrische materialen hebben een elektrische sterkte van 800 naar 1500 Volt / duizend.

3. Chemische eigenschappen

Ontvlambaarheidsspecificaties - UL94

Het is een brandbaarheidsnorm voor kunststoffen voor het classificeren van kunststof van de laagste vlamvertragende tot de hoogste. Het is dus erg handig voor het testen van plastic apparaten. Underwriters Laboratories (UL) definieert deze standaard. Hier zijn enkele essentiële vereisten van deze standaard:

1. De exemplaren met brandende verbranding zullen niet maximaal verbranden 10 seconden na de apps van de testvlam.
2. De totale verbrandingstijd zal niet groter zijn dan 50 seconden. Dit keer is het voor de tien vlam-apps voor de set van vijf exemplaren.

• De monsters zullen bij gloeiende verbranding niet opbranden tot de vasthoudklem.

1. Plus, het druipt niet van vlammende elementen die het droge sponsachtige chirurgische katoen aanwakkeren. Het katoen bestaat 300 mm onder de testmonsters.
2. Na de 2^ndverwijdering van de testvlam, de exemplaren hebben mogelijk geen glanzende verbranding die blijft bestaan 20 seconden.

Vochtopname

Het is een waterbestendigheid van een printplaatmateriaal. U kunt de procentuele toename in het gewicht van een printplaat opmerken na het absorberen van water. Verder, u kunt dit percentage berekenen met verschillende testmethoden. Het merendeel van het materiaal kan daartussen water opnemen 0.01% en 0.20%.

Vochtopname kan verschillende eigenschappen van het printplaatmateriaal beïnvloeden. Bijvoorbeeld, het kan de elektrische en thermische eigenschappen van het materiaal beïnvloeden. Plus, het beïnvloedt het vermogen om geleidend anodefilament te weerstaan ​​wanneer het op de printplaat wordt gevoed.

Weerstand tegen methyleenchloride

Het helpt bij het meten van de chemische weerstand van het bord. Vooral, u kunt het weerstandsvermogen van een plaat tegen de absorptie van methyleenchloride controleren.

U kunt de waarde ervan in procenten aangeven. U zult de gewichtstoename opmerken na het opnemen van methyleenchloride. Dit gebeurt onder gecontroleerde omstandigheden. Het grootste deel van het PCB-substraatmateriaal heeft een weerstandsvermogen tussen 0.01% naar 0.20% vergelijkbaar met vochtopname.

4. Mechanische eigenschappen

Schil kracht

Het geeft de hechtsterkte aan tussen het diëlektrische materiaal en de koperen geleider. De eenheid om de afpelsterkte uit te drukken is kilo kracht per lineaire inch. Je kunt het aanduiden als PLI.

De afpelsterktetests zijn afhankelijk van de dikte van het PCB-substraat. Bijvoorbeeld, je hebt koperen sporen nodig 1 OZ dik voor testdoeleinden. Trouwens, jij hebt nodig 32 naar 124 mm brede koperen sporen na het standaard fabricageproces van de printplaat. U kunt dit proces onder drie voorwaarden voltooien:

• Thermische spanning: Na het monster gedurende 10 seconden op soldeer te hebben gedreven bij 288 ºC.
• Verhoogde temperatuur: Na blootstelling van het monster aan de vloeistof op 125 ºC. Of, u kunt dat aan hete lucht blootstellen.
• Blootstelling aan proceschemicaliën: Na blootstelling van het monster aan een reeks chemische en thermische processen.

Buigsterkte

Het toont het vermogen van een materiaal om mechanische belasting te doorstaan ​​zonder te breken. U kunt de waarde ervan uitdrukken in kg / vierkante meter of pond / vierkante inch.

Het mechanisme voor het testen van de buigsterkte is heel eenvoudig. Je kunt het uitvoeren door een bord aan het uiteinde te ondersteunen en het midden ervan te laden. De standaard voor stijve en meerlagige kaarten is IPC-4101.

Young's Modulus

Trekmodulus is een andere term voor deze module. Het geeft de sterkte van het materiaal op de printplaat aan. Deze module meet het rantsoen van spanning en spanning in een bepaalde richting. Sommige fabrikanten meten de sterkte met deze module in plaats van de buigsterkte. U kunt de geldende waarde per oppervlakte-eenheid uitdrukken.

Dichtheid

Je kunt de dichtheid van een printplaat meten in gram per kubieke centimeter. Plus, sommige fabrikanten tonen hun waarde in pond / kubieke inch.

Tijd voor delaminatie

Deze factor toont de weerstandstijd van een printplaat tegen delaminatie. Delaminatie kan optreden als gevolg van thermische schokken, vochtigheid, of verkeerde Tg in het materiaal. Daarnaast, het kan optreden als gevolg van een slecht lamineerproces.

Wat is de beste manier om PCB-substraatmaterialen voor uw PCB te selecteren?

Er zijn tal van soorten PCB-substraten op de markt. Deze soorten variëren in dikte en sterkte van het PCB-substraat. Het is dus een hele uitdaging om de beste kwaliteit substraat voor je printplaten te vinden. Verder, het wordt hoofdpijn om zelfs zonder voldoende kennis een geschikt substraat te vinden.

Het maakt u niet veel uit om de juiste soorten PCB-substraten voor uw behoefte te selecteren. Omdat u de volledige criteria voor het selecteren van substraat al hebt geleerd. Je moet overwegen:

• Thermische eigenschappen
• Elektrische eigenschappen
• Chemische eigenschappen
• Mechanische eigenschappen

Als u bekend bent met deze eigenschappen, u kunt voor uw printplaten een hoogwaardig substraat kiezen. Plus, u moet ook rekening houden met de dikte van het PCB-substraat voor uw bord.

Naast de eigenschappen van de ondergrond, u moet ook enkele belangrijke kenmerken van de ondergrond overwegen. Hieronder volgen enkele belangrijke kenmerken:

Soorten PCB-substraatmateriaal

Printplaten worden geleverd met de 2 lagen materiaal, d.w.z.. bovenste en onderste laag. De toplaag is erg belangrijk voor veel doeleinden zoals reacties. Plus, het ontwerp van de printplaat hangt af van die film.

Zo ook, de onderste laag levert een goede bijdrage aan het ontwerp. De geschatte substraatmarkt is bijna 51 miljoen vierkante wereldwijd. Bedrijven gebruiken verschillende soorten PCB-substraten.

De meeste fabrikanten mengen dit materiaal met epoxy. Echter, anderen mengen het met BT-mengsel. De meeste bedrijven gebruiken verschillende alternatieve lagen van het diëlektrische materiaal. Ze gebruiken het met of zonder versterking.

Hier zijn enkele basistypes van PCB-substraten:

Het niet-geweven glas

Het omvat een diffusie van glasvezels in het substraat. Ze zijn erg goed bij hogere frequenties. Echter, de dispersiefactor in het non-woven glas is niet waard.

Geweven glas

Het is nog een van de populaire soorten PCB-substraten. Glasweefsel weven is de bouwsteen van dit substraat. Echter, het is niet goed vanwege de slechte thermische en mechanische stabiliteit.

Gevuld

Het wordt geleverd met een bepaald bereik van diëlektrische constante. Een ander materiaal zoals keramiek verhoogt hun diëlektrische constante.

Er zijn verschillende manieren om een ​​substraat voor je bord te selecteren. De belangrijkste manier is om hulp te krijgen van het bekwame technische team van fabrikanten.

Trouwens, waarin u het substraat kunt categoriseren 4 verschillende categorieën als volgt:

Harde / stijve plaat

Fabrikanten gebruiken het om de vorm van een printplaat op lengte te houden. Het zijn op keramiek gebaseerde printplaten. Het voorkomt dat printplaten buigen of andere vormen aannemen.

Zachte / flexibele borden

Vanwege hun flexibiliteit, men kan het in veel projecten gebruiken. Je kunt ze transformeren in elk object of elke vorm. Fabrikanten gebruiken dit type wanneer objecten moeten worden gebogen. In zo'n situatie zijn flexboards dus perfecte opties.

Flex-Rigid PCB's

Voor verschillende situaties, bedrijven combineren zowel flexibele als stijve platen voor het maken flex-rigide PCB's. Ze bevatten meerdere lagen zoals polyimide. Flex-rigid boards worden voornamelijk gebruikt in ruimtevaart- en militaire toepassingen. Verder, je kunt ze gebruiken in verschillende medische apparatuur.

FR-4

Het is tegenwoordig het meest betaalbare en meest voorkomende substraat, een glasvezel-epoxy laminaat. FR is een korte vorm van brandvertragend en een geweldige isolator. Het materiaal bevat een goede hoeveelheid bromide, een niet-reactief halogeen.

MOKO-technologie - de beste plaats voor hoogwaardige substraten

Na het lezen van dit gedetailleerde artikel, u bent nu bekend met de eisen van een printplaat. Zo ook, u weet welke factoren u moet overwegen voordat u een substraat kiest. Deze informatie is zeer nuttig bij het kiezen van hoogwaardig PCB-substraatmateriaal voor uw producten. Het substraat van de beste kwaliteit geeft u hoogwaardige en langdurige effecten.

MOKO-technologie is de beste plek voor PCB-fabricage en in elkaar zetten. Ons gespecialiseerd team biedt optimale PCB-oplossingen aan de klanten. Ingenieurs nemen alle aandacht voordat ze met de productie beginnen. We voldoen aan alle vereisten, van applicatieomgevingen tot productprestaties. Na het voltooien van het productieproces, we passeren alle printplaten van een sterk testproces. Klanttevredenheid is onze prioriteit. Wilt u uw idee actualiseren? Waarom je te laat wordt? Ontvang direct een offerte voor het starten van uw project!