Полное руководство по препрегу для печатных плат

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?

1. 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..
2. Смешивание смоляной системы: Система смол обычно состоит из эпоксидной смолы., отвердители, катализаторы, антипирены, и другие добавки. Эти компоненты отмеряют и тщательно перемешивают..
3. 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..
4. 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.
5. Лечение: Препрег может подвергаться дополнительной обработке, такой как прессование для достижения постоянной толщины или добавление защитных пленок..
6. Упаковка: Препрег обычно наслаивается между антиадгезионными пленками или бумагой., и может быть разрезан на листы или рулоны. Это защитит материал и облегчит обработку..
7. Хранилище: Препреги хранят в замороженном или охлажденном виде, чтобы предотвратить дополнительное отверждение перед использованием. Изготовление печатных плат. Это сохраняет срок их годности.
8. 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.:

Resin System – The epoxy formulation controls key characteristics like resin Tg, диэлектрическая проницаемость/потери, термическая стабильность, поглощение влаги, и ось Z Кот. Популярные системы включают FR-4., высокий ТГ, и без галогенов.

Fiberglass Weave – Standard 106 а также 7628 стили стекла обеспечивают лучший баланс свойств. Более плотное переплетение повышает производительность штамповки, но снижает загрузку смолы..

Resin Content – Typically in the 45-55% диапазон. Более высокое содержание смолы обеспечивает лучшее наполнение, но увеличивает диэлектрическую проницаемость.. Низкое содержание смолы облегчает штамповку..

Filler particle size and loading – Fillers like silica reduce the CTE but increase dielectric constant and loss. Частицы большего размера улучшают текучесть ламината, а частицы меньшего размера уменьшают выпадение наполнителя..

Drape and Tack – Controllable properties that determine prepreg handling and layer-to-layer registration.

Flow/Fill – The melt viscosity during lamination impacts filling performance, 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:

Signal Integrity – Low Dk and Df prepregs will enable higher speed signals with reduced loss and dispersion. Убедитесь, что допуск импеданса соответствует техническим характеристикам..

Thermal Management – If high thermal stability is needed, выбирайте препрег с системой смол с высоким Tg. Это обеспечивает бессвинцовую сборку и надежность при циклическом изменении температуры..

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. Стандарт 106 стекло работает хорошо, пока оно плотнее 7628 переплетения могут помочь с очень тонкой геометрией.

CTE – Adding more layers stresses plated through holes, поэтому более низкий КТР препрега помогает предотвратить растрескивание ствола. Это уравновешивает увеличенную диэлектрическую проницаемость..

Cost – While other prepregs provide the ultimate in performance, 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.