프리프레그(Prepreg)는 사전 함침 복합 섬유의 약자로, 제조에 필수적인 재료입니다. 다층 인쇄 회로 기판s. 그러나 보다 눈에 띄는 것과 비교했을 때 종종 간과됩니다. PCB 부품 구리 트레이스나 솔더 마스크처럼 말이죠. 이 글에서는 다층 기판 제작의 핵심 부분인 프리프레그의 베일을 벗기겠습니다. 프리프레그의 정의, 제작 방법, 주요 소재 특성, 일반적인 유형, 두께 고려 사항 등을 살펴보겠습니다. PCB 프리프레그에 대해 더 자세히 알아보려면 계속 읽어보세요!
PCB의 프리프레그란 무엇인가?
프리프레그는 특수 배합된 에폭시 수지 시스템으로 미리 함침된 얇은 유리섬유 천으로 구성됩니다. 수지는 부분적으로 경화되어 B-스테이지 프리프레그라고 불리는 점착성이 있고 단단한 시트 소재를 형성합니다. 이 시트는 완전히 경화되어 단단해지지 않고도 적층 시 수지가 흐르고 접착되도록 합니다. 프리프레그 시트는 구리 호일 층과 번갈아 적층됩니다. 다층 레이업은 열과 압력 하에 적층되며, 프리프레그 수지가 흐르면서 층들을 접착하여 단단한 적층 보드를 형성합니다. 프리프레그는 우수한 유전 특성과 회로 층 간의 접착력을 제공합니다. 또한, 프리프레그는 정밀한 두께를 가지고 있어 유전체 층 간격을 정밀하게 제어하는 PCB 제작이 가능합니다.
프리프레그는 어떻게 만들어지나요?
- 보강재 선택 및 준비: 보강재는 일반적으로 유리 섬유 매트 또는 천으로 만들어집니다. 수지와의 적절한 접착 및 함침을 위해 세척 및 준비 작업이 필요합니다.
- 수지 시스템 혼합: 수지 시스템은 일반적으로 에폭시 수지, 경화제, 촉매, 난연제 및 기타 첨가제로 구성됩니다. 이러한 성분들을 계량하여 완전히 혼합합니다.
- 보강재 함침: 수지 혼합물을 사용하여 직조된 유리 보강재를 함침시키는데, 일반적으로 직물을 수지에 담그거나 핫멜트 코팅과 같은 공정을 사용합니다. 이렇게 하면 수지가 직물에 완전히 침투할 수 있습니다.
- 부분 경화: 함침된 재료는 종종 열을 사용하는 부분 경화 단계를 거칩니다. 이 단계에서 수지는 B-스테이지 상태로, 완전히 경화되지는 않았지만 끈적끈적한 고체 상태가 됩니다.
- 처리: 프리프레그는 일정한 두께를 얻기 위해 프레싱을 하거나 보호 필름을 추가하는 등 추가 처리를 거칠 수 있습니다.
- 포장: 프리프레그는 일반적으로 이형 필름이나 종이 사이에 겹겹이 쌓이며, 시트나 롤 형태로 절단될 수 있습니다. 이렇게 하면 소재가 보호되고 취급이 용이해집니다.
- 보관: 프리프레그는 사용 전 추가 경화를 방지하기 위해 냉동 또는 냉장 보관됩니다. PCB 제조이렇게 하면 유통기한이 유지됩니다.
- 사용: PCB 제작 준비가 되면 프리프레그 층을 녹여 구리 호일로 적층하고 열과 압력을 가해 완전히 경화시킵니다.
등록 PCB 프리프레그 소재
프리프레그 소재는 성능과 적용성을 결정하는 여러 가지 특성을 가지고 있습니다.
수지 시스템 – 에폭시 제형은 수지의 유리전이온도(Tg), 유전상수/유전손실, 열안정성, 수분 흡수율, Z축 CTE와 같은 주요 특성을 제어합니다. 널리 사용되는 시스템으로는 FR-4, 고유리전이온도(High-Tg), 무할로겐계 등이 있습니다.
유리섬유 직조 – 표준 106 및 7628 유리 스타일은 최적의 물성 균형을 제공합니다. 더 촘촘한 직조는 펀칭 성능을 향상시키지만 수지 함량은 줄어듭니다.
수지 함량 – 일반적으로 45~55% 범위입니다. 수지 함량이 높을수록 충진성이 좋아지지만 유전율이 증가합니다. 수지 함량이 낮을수록 펀칭에 유리합니다.
필러 입자 크기 및 함량 – 실리카와 같은 필러는 CTE를 감소시키지만 유전율과 유전 손실은 증가시킵니다. 입자가 클수록 라미네이션 흐름이 향상되고, 입자가 작을수록 필러 낙하가 감소합니다.
드레이프 및 택 – 프리프레그 취급 및 층간 등록을 결정하는 제어 가능한 속성입니다.
흐름/충진 – 적층 중 용융 점도는 충진 성능에 영향을 미치며, 특히 미세 형상의 경우 더욱 그렇습니다.
PCB 프리프레그의 종류
FR4 프리프레그
FR-4는 대부분의 PCB 제조에 사용되는 표준 범용 프리프레그 소재입니다. FR-4는 브롬화 에폭시 수지를 유리 섬유로 강화하여 가공 용이성, 치수 안정성, 열 성능, 유전 특성 및 비용 측면에서 우수한 균형을 제공합니다. FR-130 프리프레그의 일반적인 유리 전이 온도는 140~XNUMX°C입니다.
고 Tg 프리프레그
고유리전이온도(High Tg) 프리프레그는 특수 에폭시 수지 시스템을 사용하여 170°C 이상의 유리 전이 온도를 달성함으로써 항공우주, 국방 및 기타 극한 환경에서 사용되는 고신뢰성 PCB의 요구 사항을 충족합니다. 열 안정성이 뛰어난 이 수지는 최대 230~290°C의 납땜, 어닐링 및 기타 공정을 견뎌냅니다. 고유리전이온도(High Tg) 프리프레그는 향상된 열적 및 기계적 성능을 제공하지만, 표준 FR-4보다 비용이 높습니다.
할로겐 프리 프리프레그
무할로겐 프리프레그는 연소 시 유해한 부산물을 생성할 수 있는 브롬이나 기타 할로겐을 포함하지 않는 수지 시스템을 사용합니다. 널리 사용되는 무할로겐 수지 시스템으로는 비스말레이미드 트리아진(BT) 에폭시, 시아네이트 에스테르, 변성 에폭시 등이 있습니다. 무할로겐 프리프레그는 환경적 이점을 제공하지만, 표준 FR-4에 비해 비용이 더 높고 공정이 더 복잡합니다.
고속 프리프레그
고속 프리프레그는 특수 수지 시스템을 사용하여 안정적인 유전 특성과 낮은 유전 손실을 달성하여 신뢰할 수 있는 고주파 성능을 제공합니다. 일반적인 수지 시스템으로는 폴리페닐렌 에테르(PPE) 블렌드와 3.5 미만의 유전율을 갖는 불소 중합체가 있습니다. 고속 프리프레그는 RF, 마이크로파, 고속 데이터 전송 및 기타 까다로운 응용 분야의 PCB 설계를 가능하게 합니다.
권리를 선택하는 방법 PCB 프리프레그 소재?
이렇게 많은 프리프레그 옵션이 있기 때문에 재료 특성을 적용 요구 사항에 맞추는 것이 중요합니다.
신호 무결성 – 낮은 Dk 및 Df 프리프레그는 손실 및 분산을 줄이면서 더 빠른 속도의 신호를 제공합니다. 임피던스 허용 오차 사양 내에 있습니다.
열 관리 – 높은 열 안정성이 필요한 경우, 높은 Tg 수지 시스템을 갖춘 프리프레그를 선택하십시오. 이를 통해 무연 조립 및 온도 사이클링 시 신뢰성을 확보할 수 있습니다.
환경 – 할로겐 프리 프리프레그는 연소 시 다이옥신과 같은 위험한 물질의 배출을 방지하지만 표준 FR-4보다 비용이 많이 듭니다.
스택업 – 프리프레그가 얇을수록 수직 트레이스와 비아가 더 촘촘해집니다. 표준 106 유리섬유가 적합하며, 더 촘촘한 7628 유리섬유는 매우 미세한 형상에 도움이 될 수 있습니다.
CTE – 구멍을 통해 도금된 응력을 더 많이 겹치게 하면 CTE가 낮아져 프리프레그가 배럴 균열을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이는 유전율 증가와 균형을 이룹니다.
비용 – 다른 프리프레그가 최고의 성능을 제공하는 반면, 표준 FR-4는 더 낮은 비용으로 많은 응용 분야에 완벽하게 적합합니다.
PCB 프리프레그 두께 및 영향
프리프레그 두께는 일반적으로 0.002인치(2밀)에서 0.025인치(25밀)까지입니다. 더 얇은 소재를 사용하는 추세는 더 미세한 선과 공간, 더 작은 비아, 그리고 더 엄격한 임피던스 제어를 가능하게 하기 때문입니다. 프리프레그 두께의 주요 영향은 다음과 같습니다.
더 얇은 유전체는 더 좁은 라우팅 형상을 허용합니다. 0.002인치 프리프레그는 2인치 소재로 2/4 라인/공간을 구현하는 데 비해 4/0.004 라인/공간을 구현할 수 있습니다.
유전체가 얇아지면 신호 손실이 줄어들지만, 0.003인치 이하에서는 마이크로비아의 신뢰성이 문제가 될 수 있습니다.
표준 0.014”-0.020” 프리프레그는 광범위한 임피던스 제어와 고전압 절연에 적합합니다.
0.020인치 이상의 두꺼운 프리프레그는 더 넓은 틈을 통해 더 높은 절연파괴전압을 제공합니다. 따라서 값비싼 중간층을 절약할 수 있습니다.
요약하자면, 프리프레그 두께는 비용, 설계 형상, 그리고 전기적 성능 간에 상충 관계를 나타냅니다. 항상 그렇듯이, 임의대로 하기보다는 각 용도에 적합한 프리프레그 두께를 선택하는 것이 좋습니다.
맺음말
프리프레그 소재는 복잡하지만 중요한 부분입니다. PCB 디자인 및 제조 공정. 앞서 살펴보았듯이 수지 종류, 유리 섬유 종류, 난연제 등과 같은 요인들이 프리프레그의 전기적, 기계적, 열적 특성에 영향을 미칩니다. 불투명한 검은색 소재처럼 보일 수 있지만, 지능적인 프리프레그 선택을 통해 엔지니어는 최적의 성능을 위해 PCB 스택업을 조정할 수 있습니다.
사용 가능한 프리프레그 유형은 매우 다양하므로, 경험이 풍부한 제조 파트너와의 협력은 매우 중요합니다. MOKO Technology는 고객이 스택업을 최적화하는 데 적합한 프리프레그를 선택할 수 있도록 지원하는 전문성을 보유하고 있습니다. 오늘 저희에게 연락하십시오 프리프레그에 대한 지식을 더 많이 얻기 위해.
