Ламинирование печатной платы – важный этап Изготовление печатных плат, который включает в себя «сэндвич» основного слоя, содержащего схему, между листами ламинированного материала печатной платы.. Правильная ламинация необходима для создания прочной печатной платы, способной выдерживать механические и термические нагрузки в течение всего срока службы..
Так что же такое ламинирование печатной платы и почему это важно? Ламинированием называется процесс постоянного склеивания листов изоляционного материала., известный как ламинат, к проводящим медным слоям посредством применения тепла и давления. Это формирует многослойная плата со схемой, надежно запечатанной внутри. Ламинирование печатной платы важно, поскольку оно обеспечивает структурную жесткость и защищает медь от окружающей среды., одновременно изолируя между проводящими слоями для предотвращения коротких замыканий.
В этом руководстве для начинающих, мы рассмотрим различные типы ламинатов, используемых в печатных платах., пройти процесс ламинирования шаг за шагом, и изучить ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе ламината.. Давайте начнем!
Различные типы ламинатов для печатных плат
Существует несколько типов ламинированных материалов, используемых для изоляционных слоев печатной платы.. Некоторые из наиболее распространенных включают в себя:
-
Ламинат ФР-4
Наиболее распространенный ламинат, используемый сегодня, — FR-4., эпоксидная смола, армированная стекловолокном. Этот материал предлагает хороший баланс производительности., Стоимость, и доступность. Армирование из плетеного стекловолокна обеспечивает механическую жесткость и прочность доски.. Система эпоксидной смолы придает электроизоляционные свойства и скрепляет слои после отверждения..
Ламинаты для печатных плат FR-4 доступны от многих производителей в широком диапазоне стеклянных переплетений., содержание смолы, и веса. Электрические свойства, такие как диэлектрическая постоянная можно настроить, отрегулировав химический состав смолы. Относительная доступность и универсальность FR-4 делают его подходящим для многих применений в печатных платах общего назначения..
-
СЕМ-1ламинат
Для более экономичных приложений, Ламинаты CEM-1 могут использоваться как более дешевая альтернатива FR-4.. В CEM-1 используется композитная эпоксидная смола, армированная целлюлозной бумагой, а не стекловолокном..
Поскольку волокна целлюлозной бумаги не такие прочные, как стекловолокно., СЕМ-1 имеет пониженные механические свойства.. Он также впитывает больше влаги.. Но стоимость материалов существенно ниже, обеспечение некоторой экономии затрат на печатную плату, когда требования к производительности менее строгие.
-
Полиимидламинат
Полиимидные пленки, такие как каптон, обеспечивают превосходную термическую стабильность и химическую стойкость.. Это делает их подходящими для гибких приложений на печатных платах.. Многократное изгибание цепей требует прочных ламинатов.. Полиимидные пленки выдерживают очень высокие температуры., с температурой стеклования более 300°C. Такая термостойкость позволяет применять гибкие схемы на основе полиимида в условиях высоких температур.. Общие приложения включают электронику в аэрокосмических системах..
-
Высокая частота/высокая скорость
Специализированные ламинаты печатных плат, разработанные для оптимальных электрических характеристик, используются в высокая частота Печатная плата и высокоскоростная цифровая печатная плата. Ключевые свойства, такие как диэлектрическая проницаемость и тангенс потерь, сведены к минимуму для обеспечения целостности сигнала на более высоких скоростях..
Обычные высокочастотные/высокоскоростные ламинированные материалы включают ПТФЭ. (Тефлон) композиты, армированные микростекловолокнами. Также используются смеси ПТФЭ с керамическим наполнением.. Точные диэлектрические свойства могут быть адаптированы для целевых применений..
-
Металлоплакированный ламинат
Металлоплакированные ламинаты имеют тонкие слои фольги из металла, такого как медь или алюминий, прикрепленные к одной или обеим сторонам диэлектрической подложки.. Это позволяет создавать печатные платы с металлическим сердечником, которые имеют металлический слой в центре для распространения и рассеивания тепла.
Алюминиевые ламинаты обеспечивают высочайшую теплопроводность для рассеивания тепла.. Ламинаты с медным покрытием также имеют хорошие тепловые свойства. Эти платы на металлической основе идеально подходят для мощной электроники, где управление температурным режимом имеет решающее значение..
Пошаговое объяснение процесса ламинирования печатной платы
- Подготовка поверхности
Этот процесс включает в себя тщательную очистку панелей., промывая их очищенной водой, устранение корродированных медных поверхностей и отпечатков пальцев, и удаление остатков
- Микротравление
В микротравлении, медная фольга, на которую предварительно было нанесено покрытие, окисляется кислотой. Этот метод обеспечивает однородность медного слоя и сохраняет определенные участки., такие как площадки и маршруты, необходим для передачи электрических сигналов, не подвергая их воздействию во время процесса.
- Обработка поверхности
Использование ванны с черным оксидом, Печатные платы проходят тщательную поверхностную обработку., улучшение адгезии эпоксидной смолы и эффективное предотвращение проблем с расслоением.
- Состав внутреннего слоя
На этом этапе процесса, оператор тщательно организует внутренние слои и препреги в правильной последовательности и аккуратно склеивает их вместе с помощью клепальной машины..
- Полная сборка стека
Собранный пакет зажат между листами медной фольги и пластинами из нержавеющей стали.. Стальные пластины предотвращают коробление и повреждение во время ламинирования.. Вся сборка отправляется в ламинатор..
- Ламинирование печатной платы
Сэндвич-сборка поступает в нагреваемый гидравлический ламинатор.. Под воздействием тепла и давления, слои препрега размягчаются и растекаются, пока эпоксидная смола затвердевает. Это связывает слои в твердую ламинированную печатную плату.. Ламинирование печатной платы обычно занимает 1 к 2 часы под воздействием тепла и давления.
- Охлаждение
После ламинирования, отвержденная сборка перемещается в охлаждающий пресс. Охлаждение под давлением предотвращает возникновение коробления и внутренних напряжений при понижении температуры..
- Разборка штабелей
Пластины из нержавеющей стали отделяются от ламинированной плиты, когда она достигает комнатной температуры.. Это обнажает внешние слои медной фольги..
- Выравнивание отверстий
Рентгеновские снимки проверяют выравнивание отверстий внутреннего слоя после ламинирования.. Обнаруживается любое смещение во время процесса склеивания под высоким давлением.. Отверстия зачищаются и рассверливаются до тех пор, пока все слои не выровняются., обеспечение надежного соединения между слоями печатной платы.
Факторы, которые следует учитывать при выборе ламината для печатных плат
С обилием вариантов ламината, важно выбрать правильный материал, исходя из требований к продукту и особенностей конструкции печатной платы.:
Контроль качества. Требуйте от поставщиков предоставления документации о том, что в их ламинатах используются правильные материалы и что они соответствуют всем спецификациям.. Просмотрите отчеты об испытаниях и сертификаты качества, чтобы убедиться, что платы соответствуют требованиям к производительности. Диэлектрическая проницаемость – На скорость распространения сигналов по ламинату печатной платы и управление импедансом влияет диэлектрическая проницаемость.. Уменьшенная диэлектрическая проницаемость облегчает быструю передачу сигнала в высокоскоростных конструкциях..
Касательная потерь – На высоких частотах, тангенс потерь определяет, сколько сигнала теряется из-за поглощения в материале ламината.. Меньшее значение тангенса потерь повышает общую целостность сигнала за счет минимизации потерь сигнала..
Теплопроводность – Он показывает, насколько быстро тепло проходит через ламинат.. Более высокая теплопроводность способствует эффективному отводу тепла от горячих компонентов на плате., обеспечение оптимального регулирования температуры.
Коэффициент температурного расширения (Кот) – Этот коэффициент означает расширение ламината при повышении температуры на каждый градус.. Выравнивание КТР между слоями ламината и меди снижает термические напряжения., повышение стабильности печатной платы.
Температура стеклования (Tg) – Tg отмечает точку, в которой ламинат переходит из жесткого состояния в размягченное.. Чтобы предотвратить повреждение от перегрева, Tg должна превышать максимальную рабочую температуру печатной платы как минимум на 50°C., обеспечение структурной целостности платы.
Удельное поверхностное сопротивление- Убедитесь, что поверхностное сопротивление ламината соответствует идеалу. 103 к 109 диапазон мегаом на квадратный метр. Влажность и температура влияют на значения. Выбирайте ламинат, отвечающий требованиям даже в ожидаемых условиях окружающей среды..
Последние мысли
Ламинирование печатной платы может показаться просто производственной деталью, но это ключевой процесс в изготовлении печатных плат.. Использование подходящих материалов для ламинирования печатной платы и тщательное соблюдение процедур ламинирования помогают обеспечить надежность, высокопроизводительные печатные платы. Для достижения наилучших результатов, сотрудничать с производителем, который имеет опыт выбора ламината, а также самые современные процессы ламинирования.. С основами, изложенными в этом руководстве для начинающих, теперь вы готовы погрузиться глубже и рассмотреть ламинирование как неотъемлемую часть вашего следующего проекта печатной платы.. По любым дополнительным вопросам, не стесняйся свяжитесь с нашим специалистом по печатным платам.
