Prepreg, skrót od wstępnie impregnowanych włókien kompozytowych, jest niezbędnym materiałem do produkcji wielowarstwowa płytka drukowanas. jednak, jest często pomijany w porównaniu z bardziej widocznym Elementy PCB jak ścieżki miedziane i maska lutownicza. W tym artykule uchylimy zasłonę na temat tej istotnej części konstrukcji płyty wielowarstwowej. Dowiemy się, czym jest prepreg, jak to jest zrobione, kluczowe właściwości materiału, powszeche typy, rozważania dotyczące grubości, i więcej. Czytaj dalej, aby lepiej zrozumieć prepreg PCB!
Prepreg składa się z cienkiej tkaniny z włókna szklanego, która została wstępnie zaimpregnowana specjalnie opracowanym systemem żywicy epoksydowej. Żywica jest częściowo utwardzona, tworząc lepką powłokę, solidny materiał arkuszowy zwany prepregiem etapu B. Umożliwia to przepływ żywicy i wiązanie podczas laminowania, bez całkowitego utwardzenia i solidności. Arkusze prepregu układane są naprzemiennie z warstwami folii miedzianej. Układ wielowarstwowy jest laminowany pod wpływem ciepła i ciśnienia, powodując rozpływ żywicy prepregowej i związanie warstw w solidną płytę laminowaną. Prepreg zapewnia doskonałe właściwości dielektryczne i przyczepność pomiędzy warstwami obwodów. A ponieważ prepreg ma precyzyjną grubość, umożliwia tworzenie płytek PCB ze ściśle kontrolowanymi odległościami warstw dielektrycznych.
Materiały prepregowe mają kilka właściwości, które określają ich wydajność i zastosowanie:
Resin System – The epoxy formulation controls key characteristics like resin Tg, stała dielektryczna/strata, stabilność termiczna, absorpcja wilgoci, i oś Z Szopa. Do popularnych systemów zalicza się FR-4, wysoka Tg, i bezhalogenowy.
Fiberglass Weave – Standard 106 i 7628 style szkła zapewniają najlepszą równowagę właściwości. Ciaśniejsze sploty poprawiają wydajność wykrawania, ale zmniejszają obciążenie żywicą.
Resin Content – Typically in the 45-55% zakres. Wyższa zawartość żywicy zapewnia lepsze wypełnienie, ale zwiększa stałą dielektryczną. Niższa zawartość żywicy ułatwia wykrawanie.
Filler particle size and loading – Fillers like silica reduce the CTE but increase dielectric constant and loss. Większe cząstki poprawiają płynność laminowania, podczas gdy mniejsze zmniejszają opad wypełniacza.
Drape and Tack – Controllable properties that determine prepreg handling and layer-to-layer registration.
Flow/Fill – The melt viscosity during lamination impacts filling performance, szczególnie w drobnych funkcjach.
FR-4 jest standardem, uniwersalny materiał prepregowy stosowany w większości produkcji płytek PCB. Wykorzystuje bromowaną żywicę epoksydową wzmocnioną tkanym włóknem szklanym, która zapewnia dobrą równowagę łatwości przetwarzania, stabilność wymiarowa, wydajność cieplna, właściwości dielektryczne, i koszt. Prepreg FR-4 charakteryzuje się typową temperaturą zeszklenia w zakresie 130-140°C.
Prepreg o wysokiej Tg wykorzystuje specjalistyczne systemy żywic epoksydowych, aby osiągnąć temperaturę zeszklenia 170°C lub wyższą, spełniające wymagania dotyczące płytek drukowanych o wysokiej niezawodności stosowanych w przemyśle lotniczym, obrona, i innych ekstremalnych środowiskach. Żywice o wysokiej stabilności termicznej wytrzymują lutowanie, wyżarzanie, i inne procesy do 230-290°C. Prepregi o wysokiej Tg zapewniają lepszą wydajność termiczną i mechaniczną, ale przy wyższych kosztach niż standardowe FR-4.
Bezhalogenowe prepregi wykorzystują systemy żywic niezawierające bromu ani innych halogenów, które podczas spalania mogą wytwarzać niebezpieczne produkty uboczne. Do popularnych systemów żywic bezhalogenowych zalicza się triazyna bismalaleimidowa (BT) żywica epoksydowa, ester cyjanianowy, i modyfikowany epoksyd. Bezhalogenowe prepregi zapewniają korzyści dla środowiska, ale także wyższe koszty i bardziej złożone przetwarzanie w porównaniu ze standardowym FR-4.
Prepreg o dużej szybkości wykorzystuje opracowane systemy żywic, aby osiągnąć stabilne właściwości dielektryczne i niskie straty dielektryczne, co zapewnia niezawodne działanie w wysokich częstotliwościach. Typowe systemy żywic obejmują eter polifenylenowy (ŚOI) mieszanki i fluoropolimery, które uzyskują stałe dielektryczne pod 3.5. Szybki prepreg umożliwia projektowanie PCB dla RF, kuchenka mikrofalowa, wysoka szybkość transmisji danych, i inne wymagające aplikacje.
Z tak wieloma opcjami prepregów, istotne jest dopasowanie właściwości materiału do wymagań aplikacji:
Signal Integrity – Low Dk and Df prepregs will enable higher speed signals with reduced loss and dispersion. Upewnij się, że tolerancja impedancji mieści się w granicach specyfikacji.
Thermal Management – If high thermal stability is needed, wybierz prepreg z systemem żywicy o wysokiej Tg. Umożliwia to montaż bezołowiowy i niezawodność w przypadku wahań temperatury.
Environment – Halogen-free prepregs prevent emissions of dangerous substances like dioxins when burned but cost more than standard FR-4.
Stackup – Thinner prepreg allows tighter vertical traces and vias. Standard 106 szkło działa dobrze, gdy jest mocniejsze 7628 sploty mogą pomóc w przypadku bardzo drobnych geometrii.
CTE – Adding more layers stresses plated through holes, więc prepreg o niższym CTE pomaga zapobiegać pękaniu beczki. To równoważy zwiększoną stałą dielektryczną.
Cost – While other prepregs provide the ultimate in performance, standardowy FR-4 będzie całkowicie odpowiedni do wielu zastosowań przy niższych kosztach.
Grubość prepregu zazwyczaj waha się od 0.002 cale (2 mils) aż do 0.025 cale (25 mils). Trend zmierza w kierunku cieńszych materiałów, aby umożliwić uzyskanie cieńszych linii i przestrzeni, mniejsze przelotki, i ściślejsza kontrola impedancji. Niektóre kluczowe wpływy grubości prepregu:
Cieńsze dielektryki umożliwiają węższą geometrię prowadzenia. 0.002” umożliwia prepreg 2/2 linia/spacja kontra 4/4 z materiałem o grubości 0,004”..
Cieńsze dielektryki zmniejszają utratę sygnału, ale niezawodność mikroprzelotek może stać się problematyczna poniżej 0,003”.
Standardowy 0,014”-0.020Prepregi dobrze sprawdzają się przy szerokiej kontroli impedancji i izolacji wysokiego napięcia.
Grubsze prepregi powyżej 0,020 cala zapewniają większe napięcie przebicia przez szersze szczeliny. Pozwala na oszczędne stosowanie droższych warstw pośrednich.
W podsumowaniu, grubość prepregu zapewnia kompromis między kosztami, geometrie projektowe, i wydajność elektryczną. Jak zawsze, wybierz grubość prepregu odpowiednią dla każdego konkretnego zastosowania, a nie arbitralnie.
Materiały prepregowe stanowią złożoną, ale kluczową część Projektowanie PCB ., i proces produkcyjny. Jak już sprawdziliśmy, czynniki takie jak rodzaj żywicy, styl z włókna szklanego, środki zmniejszające palność, i więcej, wszystko to przyczynia się do rozwoju elektryki prepreg, mechaniczny, i właściwości termiczne. Chociaż może się to wydawać nieprzezroczystym czarnym materiałem, Inteligentny dobór prepregów umożliwia inżynierom wybieranie zestawów PCB w celu uzyskania optymalnej wydajności.
Różnorodność dostępnych rodzajów prepregów jest ogromna, dlatego współpraca z doświadczonymi partnerami produkcyjnymi jest nieoceniona. MOKO Technology posiada specjalistyczną wiedzę, która pomaga klientom w wyborze odpowiedniego prepregu w celu optymalizacji układania w stosy. Skontaktuj się z nami już dziś aby skorzystać z większej wiedzy na temat prepregacji.
In the world of printed circuit board design and manufacturing, precision and accuracy are paramount.…
Soldering is a cornerstone technique in electronics assembly, it's used to connect electrical pieces and…
dzisiaj, electronic products are both compact and lightweight while performing a variety of functions. To…
As technology continues to advance in the electronics industry, packaging remains one of the key…
Bringing your electronic ideas to life begins with PCB drawing, which is the process of…
Printed Circuit Board design is one of the most significant processes in electronics production. Deciding…