Препрег, сокращение от предварительно пропитанных композитных волокон, является незаменимым материалом при производстве многослойная печатная платаs. тем не мение, его часто упускают из виду по сравнению с более заметным Компоненты печатной платы как медные дорожки и паяльная маска. Эта статья приоткроет завесу об этой важной части конструкции многослойных плат.. Разберемся, что такое препрег, как это сделано, ключевые свойства материала, распространенные типы, соображения по толщине, и более. Читайте дальше, чтобы лучше понять препрег для печатных плат.!
Что такое препрег в печатных платах?
Препрег состоит из тонкой стекловолоконной ткани, предварительно пропитанной специально разработанной системой эпоксидной смолы.. Смола частично отверждается, образуя липкую пленку., твердый листовой материал, называемый препрегом B-стадии. Это позволяет смоле растекаться и склеиваться при ламинировании., не будучи полностью отвержденным и твердым. Листы препрега укладываются друг на друга слоями медной фольги.. Многослойный слой ламинируется под воздействием тепла и давления., заставляя смолу препрега течь и склеивать слои в твердую ламинированную плиту. Препрег обеспечивает отличные диэлектрические свойства и адгезию между слоями схемы.. А поскольку препрег имеет точную толщину, это позволяет создавать печатные платы с жестко контролируемыми расстояниями между диэлектрическими слоями..
Как изготавливаются препреги?
- Выбор и подготовка армирующего материала: Армирование обычно представляет собой тканый мат из стекловолокна или ткань.. Его необходимо очистить и подготовить, чтобы обеспечить правильную адгезию и пропитку смолой..
- Смешивание смоляной системы: Система смол обычно состоит из эпоксидной смолы., отвердители, катализаторы, антипирены, и другие добавки. Эти компоненты отмеряют и тщательно перемешивают..
- Пропитка арматуры: Смесь смол используется для пропитки армирующего тканого стекла., обычно путем погружения ткани в смолу или использования такого процесса, как покрытие горячим расплавом.. Это позволяет смоле полностью проникнуть в ткань..
- Частичное отверждение: Пропитанный материал затем проходит этап частичного отверждения., часто использую тепло. Это b-этап смолы, это означает, что он не полностью затвердел, но находится в липком состоянии., твердое состояние.
- Лечение: Препрег может подвергаться дополнительной обработке, такой как прессование для достижения постоянной толщины или добавление защитных пленок..
- Упаковка: Препрег обычно наслаивается между антиадгезионными пленками или бумагой., и может быть разрезан на листы или рулоны. Это защитит материал и облегчит обработку..
- Хранилище: Препреги хранят в замороженном или охлажденном виде, чтобы предотвратить дополнительное отверждение перед использованием. Изготовление печатных плат. Это сохраняет срок их годности.
- Использовать: Когда все готово к изготовлению печатной платы, слои препрега оттаивают, ламинированный медной фольгой, и полностью отверждается под воздействием тепла и давления.
Характеристики материалов препрегов для печатных плат
Материалы препрега обладают рядом свойств, определяющих их эксплуатационные характеристики и применимость.:
Система смолы – Рецептура эпоксидной смолы контролирует такие ключевые характеристики, как Tg смолы., диэлектрическая проницаемость/потери, термическая стабильность, поглощение влаги, и ось Z Кот. Популярные системы включают FR-4., высокий ТГ, и без галогенов.
Стекловолоконное переплетение – Стандарт 106 а также 7628 стили стекла обеспечивают лучший баланс свойств. Более плотное переплетение повышает производительность штамповки, но снижает загрузку смолы..
Содержание смолы – Обычно в 45-55% диапазон. Более высокое содержание смолы обеспечивает лучшее наполнение, но увеличивает диэлектрическую проницаемость.. Низкое содержание смолы облегчает штамповку..
Размер частиц наполнителя и загрузка – Наполнители, такие как диоксид кремния, снижают КТР, но увеличивают диэлектрическую проницаемость и потери.. Частицы большего размера улучшают текучесть ламината, а частицы меньшего размера уменьшают выпадение наполнителя..
Драпировка и прихватка – Контролируемые свойства, определяющие обработку препрега и послойную регистрацию..
Поток/заполнение – Вязкость расплава во время ламинирования влияет на производительность наполнения., особенно в тонких функциях.
Виды препрега для печатных плат
-
Препрег FR4
FR-4 является стандартом, универсальный препрег, используемый в большинстве случаев при производстве печатных плат.. В нем используется бромированная эпоксидная смола, армированная тканым стекловолокном, что обеспечивает хороший баланс простоты обработки., стабильность размеров, тепловые характеристики, диэлектрические свойства, и стоимость. Препрег FR-4 имеет типичную температуру стеклования в диапазоне 130-140°C..
-
Препрег с высоким Tg
В препреге с высоким Tg используются специальные системы эпоксидных смол для достижения температуры стеклования 170°C или выше., удовлетворение требований к высоконадежным печатным платам, используемым в аэрокосмической отрасли, защита, и другие экстремальные условия. Высокотермостойкие смолы выдерживают пайку., отжиг, и другие процессы до 230-290°С. Препреги с высоким Tg обеспечивают улучшенные термические и механические характеристики, но стоят дороже, чем стандартный FR-4..
-
Безгалогеновый препрег
В безгалогеновых препрегах используются системы смол, которые не содержат бром или другие галогены, которые могут образовывать опасные побочные продукты при сжигании.. Популярные системы безгалогеновых смол включают бисмалеимид-триазин. (БТ) силиконы, цианатный эфир, и модифицированная эпоксидная смола. Безгалогеновые препреги обеспечивают экологические преимущества, но также более высокую стоимость и более сложную обработку по сравнению со стандартным FR-4..
-
Высокоскоростной препрег
В высокоскоростном препреге используются специальные системы смол для достижения стабильных диэлектрических свойств и низких диэлектрических потерь для надежной работы на высоких частотах.. Обычные системы смол включают полифениленовый эфир. (СИЗ) смеси и фторполимеры, которые приобретают диэлектрическую проницаемость под действием 3.5. Высокоскоростной препрег позволяет проектировать печатные платы для ВЧ, микроволновая печь, высокая скорость передачи данных, и другие требовательные приложения.
Как выбрать правильное Печатная плата Препрег Материал?
С таким большим количеством вариантов препрега, очень важно, чтобы свойства материала соответствовали требованиям применения:
Целостность сигнала – Препреги с низкими Dk и Df обеспечат передачу сигналов на более высокой скорости с меньшими потерями и дисперсией.. Убедитесь, что допуск импеданса соответствует техническим характеристикам..
Управление температурным режимом – Если необходима высокая термическая стабильность, выбирайте препрег с системой смол с высоким Tg. Это обеспечивает бессвинцовую сборку и надежность при циклическом изменении температуры..
Среда – Безгалогеновые препреги предотвращают выбросы опасных веществ, таких как диоксины, при сжигании, но стоят дороже, чем стандартный FR-4..
Стекап – Более тонкий препрег обеспечивает более узкие вертикальные трассы и переходы.. Стандарт 106 стекло работает хорошо, пока оно плотнее 7628 переплетения могут помочь с очень тонкой геометрией.
Кот – Добавление большего количества слоев усиливает нагрузку через отверстия, поэтому более низкий КТР препрега помогает предотвратить растрескивание ствола. Это уравновешивает увеличенную диэлектрическую проницаемость..
Расходы – В то время как другие препреги обеспечивают максимальную производительность, стандартный FR-4 будет полностью адекватен для многих применений при более низкой стоимости..
Толщина препрега печатной платы и ее влияние
Толщина препрега обычно варьируется от 0.002 дюймы (2 милы) вплоть до 0.025 дюймы (25 милы). Тенденция заключалась в использовании более тонких материалов, чтобы обеспечить более тонкие линии и пространства., меньшие отверстия, и более жесткий контроль импеданса. Некоторые ключевые факторы, влияющие на толщину препрега:
Более тонкие диэлектрики обеспечивают более точную геометрию трассировки.. 0.002» препрег позволяет 2/2 линия/пробел по сравнению с 4/4 с материалом 0,004 дюйма.
Более тонкие диэлектрики уменьшают потери сигнала, но надежность микропереходов может стать проблематичной ниже 0,003 дюйма..
Стандартный 0,014 дюйма-0.020Препреги хорошо подходят для широкого контроля импеданса и изоляции высокого напряжения..
Более толстые препреги толщиной более 0,020 дюйма обеспечивают большее напряжение пробоя за счет более широких зазоров.. Позволяет экономно использовать дорогостоящие промежуточные слои..
В итоге, Толщина препрега обеспечивает компромисс между стоимостью, геометрия дизайна, и электрические характеристики. Как всегда, выбирайте толщину препрега, подходящую для каждого конкретного применения, а не произвольно.
Заключение
Препреги представляют собой сложную, но важную часть Дизайн печатной платы и производственный процесс. Как мы исследовали, такие факторы, как тип смолы, стиль из стекловолокна, антипирены, и многое другое – все это способствует повышению электрических характеристик препрега., механический, и тепловые свойства. Хотя это может показаться непрозрачным черным материалом., интеллектуальный выбор препрега позволяет инженерам выбирать стеки печатных плат для достижения оптимальной производительности.
Разнообразие доступных типов препрегов огромно., поэтому сотрудничество с опытными партнерами-производителями неоценимо. MOKO Technology обладает опытом, который поможет клиентам выбрать правильный препрег для оптимизации пакетов.. Свяжитесь с нами сегодня чтобы получить больше знаний о препрегах.
