Różne rodzaje materiałów na podłoże PCB dla Twojego projektu

Przede wszystkim należy wybrać odpowiedni materiał podłoża PCB do produkcji PCB. Producenci stosują wiele rodzajów materiałów podłoża, które różnią się właściwościami. W tym artykule dowiesz się, jak wybrać odpowiedni materiał podłoża PCB do swojego projektu. Plus, poznasz różne rodzaje podłoży PCB.

Podłoża PCB: Wszystkie główne właściwości materiału dielektrycznego

Ten materiał pozwala na minimalną ilość energii elektrycznej z obwodu. Ponieważ pomiędzy dwiema warstwami przewodzącymi istnieje warstwa izolacyjna. Na przykład, FR-4 jest najczęstszym rodzajem materiału dielektrycznego. Musisz wziąć pod uwagę jego właściwości przed wyborem go na swoją płytkę drukowaną.

Tu są 4 najważniejsze właściwości materiału dielektrycznego:

1. Właściwości termiczne

Rozważmy właściwości termiczne materiału podłoża:

Temperatura zeszklenia

Zakres temperatur, w którym szklisty lub sztywny stan podłoża PCB staje się zmiękczony lub odkształcalnyable. Właściwości materiału powracają do stanu pierwotnego po ostygnięciu. Możesz wyrazić ten zakres temperatur w jednostce Tg. I, musisz zmierzyć tę temperaturę w stopniach Celsjusza.

Temperatura rozkładu

Td to wyrażenie używane do określenia temperatury rozkładu. Jest to metoda rozkładu chemicznego, w której materiał może stracić do 5% masy. Jednostką miary Td jest ^Odo.

W tym procesie właściwości lub nieodwracalne. Gdy materiał podłoża osiągnie temperaturę rozkładu, następuje zmiana właściwości materiału. Po tej zmianie, właściwości materiałów nie są odwracalne. Z drugiej strony, właściwości są odwracalne w temperaturze zeszklenia.

Należy wybrać materiał podłoża, dla którego zakres temperatur powinien być niższy niż Td i wyższy niż Tg. Tak więc zakres temperatur może wynosić od 200 i 250 ^Odo. W związku z tym, postaraj się, aby Td było wyższe niż to.

Współczynnik rozszerzalności cieplnej

CTE pokazuje szybkość, z jaką materiał PCB rozszerza się po podgrzaniu. Możesz wyrazić CTE w częściach/milionach. Gdy temperatura materiału wzrośnie niż Tg, CTE również zaczyna rosnąć. Większość podłoży ma wyższy współczynnik CTE niż miedź. Może to spowodować problemy z połączeniami, gdy temperatura PCB wzrośnie.

CTE jest niski stosunkowo wzdłuż osi X i Y. Zakres CTE wynosi od 10 i 20 ppm na ^OC wzdłuż tych osi. Dzieje się tak z powodu tkanego szkła. Z tego powodu ogranicza materiał w tych osiach. W rezultacie, brak znaczącej zmiany CTE, gdy temperatura wzrośnie powyżej Tg.

Ze względu na tkane szkło, materiał rozszerza się wzdłuż osi Z. Tak więc wartość CTE powinna być jak najniższa wzdłuż tej osi. Powinieneś starać się, aby był niższy niż 70 ppm na ^Odo. CTE wzrośnie, gdy materiał przekroczy Tg.

W dodatku, możesz również zlokalizować Tg materiału za pomocą CTE. Wszystko, czego potrzebujesz, aby wykreślić krzywą temperatury w funkcji przemieszczenia.

Przewodność cieplna

Ta właściwość dotyczy przewodzenia ciepła. Możesz przedstawić wartość przewodności cieplnej za pomocą k. Niska przewodność cieplna wskazuje na niską wymianę ciepła i na odwrót. Możesz zmierzyć przewodność cieplną materiału w watach na metr ºC.

Większość materiałów podłoża PCB ma przewodność cieplną między 0.3 i 0.6 W/M-ºC. Ta przewodność cieplna jest znacznie niższa w porównaniu z miedzią. K miedzi wynosi około 386 W/M-ºC. Tak więc miedziane warstwy płaskie zabiorą więcej ciepła w porównaniu z materiałem dielektrycznym w płytce drukowanej.

2. Właściwości elektryczne

Względna przenikalność stałej dielektrycznej (Dk lub Er)

Bardzo ważne jest uwzględnienie stałej dielektrycznej materiału w celu sprawdzenia kwestii impedancji i integralności sygnału. Oba są niezwykłymi czynnikami wydajności elektrycznej wysokiej częstotliwości. Zakres Er jest pomiędzy is 2.5 i 4.5 w większości materiałów podłoża PCB.

Wartość stałej dielektrycznej zależy od częstotliwości. Gdy częstotliwość wzrasta, jego wartość zmniejszy się. Plus, ta zmiana dalej zależy od rodzaju materiału. Najbardziej odpowiedni materiał do zastosowań wysokoczęstotliwościowych, w których stała dielektryczna pozostaje prawie taka sama w szerokim zakresie częstotliwości frequency.

Współczynnik rozpraszania lub tangens strat dielektrycznych (Df Tan δ)

Tangens strat materiału stanowi miarę mocy traconej z powodu materiału. Jeżeli tangens strat jest niższy w materiale, spowoduje to mniejszą utratę mocy. Zakres Tan δ w większości materiałów na płytki drukowane 0.02. Oprócz, wartość Tan δ może być 0.001 dla niskostratnych i wysokiej klasy materiałów. Wartość Tan δ wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości.

Chociaż tangens strat nie ma większego znaczenia dla obwodów cyfrowych, ma znaczenie dla wysokiej częstotliwości powyżej 1 Ghz. Plus, tangens strat jest bardzo istotny dla sygnałów analogowych, ponieważ pomaga w określeniu stopnia zaniku sygnału.

Oporność objętościowa

Producenci odnoszą się do rezystywności objętościowej jako rezystywności elektrycznej. Pomaga w pomiarze izolacji lub rezystancji elektrycznej materiału. Jeśli rezystywność materiału jest wysoka, w obwodzie będzie mniejszy ruch ładunku elektrycznego. Międzynarodowa jednostka rezystywności systemu to Ω-m.

Izolatory dielektryczne charakteryzują się bardzo wysoką wartością rezystywności. Zakres rezystywności może wynosić od 10⁶ do 10¹⁰ Mega om-centymetry. Wilgoć i temperatura wpływają na rezystywność.

Rezystywność powierzchniowa – ρS

Rezystywność powierzchniowa lub ρS obejmuje rezystancję elektryczną lub izolacyjną materiału płytek drukowanych. Musi również mieć bardzo wysoką wartość rezystywności powierzchniowej zbliżoną do rezystywności skrośnej. W związku z tym, wartość rezystywności powierzchniowej powinna wynosić od 10⁶ do 10¹⁰ megaomów na kwadrat.

Siła elektryczna

Ta właściwość pomaga w pomiarze odporności materiału płytki drukowanej. Oznacza to, ile materiału jest w stanie wytrzymać przebicie elektryczne wzdłuż osi Z. Międzynarodowa jednostka systemu pomiaru wytrzymałości elektrycznej to wolty/mil. Większość materiałów dielektrycznych ma wartość wytrzymałości elektrycznej od 800 do 1500 V/tysiące.

3. Właściwości chemiczne

Specyfikacja palności – UL94

Jest to norma palności tworzyw sztucznych służąca do klasyfikowania tworzyw sztucznych od najmniejszego do najwyższego uniepalniającego. Jest więc bardzo pomocny przy testowaniu urządzeń z tworzyw sztucznych. Underwriters Laboratoria (ten) definiuje ten standard. Oto kilka zasadniczych wymagań tego standardu:

1. Próbki z płonącym spalaniem nie spalą maksymalnie 10 sekundy po aplikacjach płomienia testowego.
2. Całkowity czas spalania nie będzie większy niż 50 sekundy. Tym razem dotyczy dziesięciu aplikacji płomieni dla zestawu pięciu okazów.

• Próbki nie spalą się do zacisku mocującego z żarzącym się spalaniem.

1. Plus, nie kapie z niego płonące elementy, które rozpalają suchą gąbczastą bawełnę chirurgiczną. Bawełna istnieje 300 mm poniżej próbek testowych.
2. Po 2^znaleźćusunięcie płomienia testowego, okazy mogą nie mieć świecącego spalania, które pozostaje około 20 sekundy.

Absorpcja wilgoci

Jest to wodoodporność materiału płytki drukowanej. Możesz zauważyć procentowy wzrost masy płytki drukowanej po wchłonięciu wody. Dalej, możesz obliczyć ten procent za pomocą różnych metod testowania. Większość materiału może wchłaniać wodę między 0.01% i 0.20%.

Absorpcja wilgoci może wpływać na różne właściwości materiału płytki drukowanej. Na przykład, może wpływać na właściwości elektryczne i termiczne materiału. Plus, wpływa na zdolność do opierania się przewodzącemu żarnikowi anodowemu, gdy jest zasilany na płytce drukowanej;.

Odporność na chlorek metylenu

Pomaga w pomiarze odporności chemicznej płyty. Szczególnie, można sprawdzić odporność deski na absorpcję chlorku metylenu.

Możesz podać jego wartość w procentach. Zauważysz wzrost wagi po wchłonięciu chlorku metylenu. Dzieje się to w kontrolowanych warunkach. Większość materiału podłoża PCB ma zdolność rezystancji między 0.01% do 0.20% podobny do wchłaniania wilgoci.

4. Właściwości mechaniczne

Siła obierania

Oznacza siłę wiązania między materiałem dielektrycznym a przewodem miedzianym. Jednostką wyrażającą wytrzymałość na odrywanie są funty siły na cal liniowy. Możesz to oznaczyć jako PLI.

Testy wytrzymałości na odrywanie zależą od grubości podłoża PCB. Na przykład, potrzebujesz śladów miedzi 1 Grubość OZ do celów testowych. Oprócz, potrzebujesz 32 do 124 ślady miedzi o szerokości mm po standardowym procesie produkcji płytek drukowanych. Możesz ukończyć ten proces pod trzema warunkami:

• Naprężenia termiczne: Po pływaniu próbki na lutowiu przez 10s ws 288 ºC.
• Podniesiona temperatura: Po wystawieniu próbki na działanie płynu w 125 ºC. Lub, możesz to wystawić na działanie gorącego powietrza.
• Narażenie na chemikalia procesowe: Po poddaniu próbki szeregowi procesów chemicznych i termicznych.

Wytrzymałość na zginanie

Pokazuje zdolność materiału do wytrzymywania naprężeń mechanicznych bez pękania. Możesz wyrazić jego wartość w kg/metr kwadratowy lub funt/cal kwadratowy.

Mechanizm badania wytrzymałości na zginanie jest bardzo prosty. Możesz to zrobić, podpierając deskę na jej końcu i ładując jej środek. Standardem dla płyt sztywnych i wielowarstwowych jest IPC-4101.

Moduł Younga

Moduł sprężystości to kolejne określenie tego modułu. Oznacza wytrzymałość materiału na płytce drukowanej. Ten moduł mierzy stosunek naprężenia i odkształcenia w określonym kierunku. Niektórzy producenci mierzą wytrzymałość za pomocą tego modułu, a nie wytrzymałość na zginanie. Możesz wyrazić jego wartość w mocy na jednostkę powierzchni.

Gęstość

Możesz zmierzyć gęstość płytki drukowanej w gramach na centymetr sześcienny. Plus, niektórzy producenci podają swoją wartość w funtach/cal sześcienny.

Czas na rozwarstwienie

Ten współczynnik pokazuje czas odporności płytki drukowanej na rozwarstwienie. Rozwarstwienie może wystąpić z powodu szoku termicznego, wilgoć, lub niewłaściwy Tg w materiale. W dodatku, może wystąpić z powodu złego procesu laminowania.

Jaki jest najlepszy sposób na dobór materiałów na podłoże PCB dla Twojej płytki drukowanej??

Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów podłoży PCB. Te typy różnią się grubością i wytrzymałością podłoża PCB. Dlatego bardzo trudno jest znaleźć podłoże najlepszej jakości dla twoich płytek drukowanych. Dalej, znalezienie odpowiedniego podłoża bez wystarczającej wiedzy staje się bólem głowy.

Wybór odpowiednich typów podłoży PCB do swoich potrzeb nie jest dla Ciebie wielkim problemem. Ponieważ poznałeś już pełne kryteria wyboru podłoża. Musisz rozważyć:

• Właściwości termiczne
• Właściwości elektryczne
• Właściwości chemiczne
• Właściwości mechaniczne

Jeśli znasz te właściwości, możesz wybrać wysokiej jakości podłoże dla swoich płytek drukowanych. Plus, powinieneś również wziąć pod uwagę grubość podłoża PCB dla swojej płyty.

Oprócz właściwości podłoża, należy również wziąć pod uwagę kilka ważnych cech podłoża. Oto kilka ważnych cech poniżej:

Rodzaje materiału podłoża PCB

Płytki drukowane są dostarczane z 2 warstwy materiału, tj. warstwa górna i dolna. Warstwa wierzchnia jest bardzo ważna dla wielu celów, takich jak reakcje. Plus, projekt płytki drukowanej zależy od tego filmu.

podobnie, dolna warstwa ma dobry wkład w cele projektowe. Szacowany rynek substratów jest prawie 51 milion kwadratowych na całym świecie. Firmy stosują różne rodzaje podłoży PCB.

Większość producentów miesza ten materiał z żywicą epoksydową. jednak, inni mieszają go z mieszanką BT. Większość firm używa różnych alternatywnych warstw materiału dielektrycznego. Używają go ze wzmocnieniem lub bez.

Oto kilka podstawowych typów podłoży PCB:

Włóknina szklana

Obejmuje dyfuzję mikrowłókien szklanych w podłożu. Bardzo dobrze sprawdzają się przy wyższych częstotliwościach. jednak, współczynnik dyspersji we włókninie szklanej nie jest godny.

Tkane szkło

Jest to kolejny z popularnych typów podłoży PCB. Tkanina szklana splot jest elementem budulcowym tego podłoża. jednak, nie jest dobry ze względu na słabą stabilność termiczną i mechaniczną.

Wypełniony

Ma określony zakres stałej dielektrycznej. Niektóre inne materiały, takie jak ceramika, zwiększają ich stałą dielektryczną.

Podłoże do swojej deski można dobrać na różne sposoby. Najważniejszym sposobem jest skorzystanie z pomocy sprawnego zespołu inżynierskiego producentów.

Oprócz, można podzielić podłoże na 4 różne kategorie w następujący sposób:

Twarda/sztywna deska

Producenci używają go do utrzymywania kształtu płytki drukowanej na długość. Są to płytki drukowane na bazie ceramiki. Zapobiega wyginaniu się płytek drukowanych lub przybieraniu innych kształtów.

Płyty miękkie/elastyczne

Ze względu na ich elastyczność, można go wykorzystać w wielu projektach. Możesz przekształcić je w dowolny przedmiot lub kształt. Producenci używają tego typu, gdy przedmioty muszą się zginać. Dlatego deski flex są idealnym rozwiązaniem w takiej sytuacji.

Elastyczne, sztywne płytki drukowane

W różnych sytuacjach, firmy łączą w produkcji płyty elastyczne i sztywne flex-sztywny PCB. Zawierają wiele warstw, takich jak poliimid. Główne zastosowanie płyt elastyczno-sztywnych znajduje się w zastosowaniach lotniczych i wojskowych. Dalej, możesz ich używać w różnym sprzęcie medycznym.

FR-4

Jest to obecnie najbardziej przystępne i powszechne podłoże, jakim jest laminat z włókna szklanego i epoksydu. FR to krótka forma środka ognioodpornego i niesamowitego izolatora. Materiał zawiera dużą ilość bromku, który jest niereaktywnym halogenem.

Technologia MOKO – Najlepsze miejsce na wysokiej jakości podłoże

Po przeczytaniu tego szczegółowego artykułu, znasz już wymagania PCB. podobnie, wiesz, jakie czynniki musisz wziąć pod uwagę przed wyborem podłoża. Ta informacja jest bardzo pomocna przy wyborze wysokiej jakości materiału podłoża PCB dla twoich produktów. Podłoże najlepszej jakości zapewni Ci wysokiej jakości i długotrwałe efekty.

Technologia MOKO to najlepsze miejsce na Produkcja PCB i złożenie. Nasz wyspecjalizowany zespół zapewnia klientom optymalne rozwiązania PCB. Inżynierowie biorą pod uwagę wszystko przed rozpoczęciem produkcji. Spełniamy wszystkie wymagania, od środowisk aplikacji po wydajność produktu. Po zakończeniu procesu produkcyjnego, przechodzimy przez wszystkie płytki drukowane z silnego procesu testowania. Zadowolenie klienta jest naszym priorytetem. Chcesz urzeczywistnić swój pomysł? Dlaczego się spóźniasz? Uzyskaj natychmiastową wycenę rozpoczęcia projektu!