PCB-prepreg en PCB-kern zijn twee van de belangrijkste materialen in PCB-productieZe bepalen de structuur van de printplaat, beïnvloeden de elektrische prestaties en zorgen voor de duurzaamheid van de PCB. Sommige nieuwkomers in de PCB-ontwerpwereld voelen zich echter nog steeds verward over deze twee materialen: zijn ze hetzelfde? Kunnen ze door elkaar gebruikt worden? Het antwoord is absoluut NEE. In dit artikel leggen we uit wat ze zijn en bespreken we PCB-prepreg versus PCB-core in detail.
Wat is PCB Prepreg?
PCB-prepreg is een gedeeltelijk uitgehard glasvezeldoek dat vooraf geïmpregneerd is met hars en fungeert als een isolerende en verbindende laag voor meerlaagse PCB's. Het wordt tussen koperfolie en kernen geplaatst om elektrische isolatie en structurele sterkte te bieden. Stel je voor dat het een hamburger is, de prepreg is de kaas tussen het brood en de ham. Onder hitte en druk zou de hars vloeien en vervolgens uitharden om de lagen aan elkaar te verbinden. Belangrijker nog, de prepreg kan ook worden aangepast om de chemische eigenschappen te veranderen om selectieve geleidbaarheid te bereiken. Dit betekent dat sommige gebieden geleidend zijn, terwijl andere gebieden isolerend blijven. Het harsgehalte en de vezelgeweven richting van de prepreg bepalen de mechanische en elektrische prestaties, waardoor ze cruciaal zijn voor betrouwbare PCB-productie en -ontwerp.
Veelvoorkomende soorten prepreg en hun typische eigenschappen
| Prepreg-type | Dikte na lamineren (mm) | Typisch harsgehalte | Typische toepassingen |
| 1080 | 0.065 – 0.085 mm | Hoog (≈65–68%) | HDI-borden, dunne diëlektrische afstand, gecontroleerde impedantie, hogesnelheidslagen |
| 2116 | 0.115 – 0.155 mm | Gemiddeld (≈55–60%) | Standaard meerlaags PCB-stack-ups |
| 7628 | 0.17 – 0.20 mm | Laag (≈40–45%) | Voedingsborden, structurele versterking, dikkere diëlektrische vereisten |
Wat is een PCB-kern?
De PCB-kern is een volledig uitgehard glasvezel-epoxy laminaat, meestal gemaakt van FR4, met aan beide zijden koperfolie. Het fungeert als een stevige basis voor een printplaat en zorgt voor mechanische sterkte, vlakheid en maatvastheid. In tegenstelling tot prepreg, dat gedeeltelijk uitgehard en vloeibaar is, is de kern taai, stabiel en vervormt niet tijdens het lamineren. Bij meerlaagse PCB's bevat de kern, als binnenlaag, kopersporen en voedingsvlakken, en wordt de prepreg gebruikt om deze met elkaar te verbinden. Afhankelijk van de prestatie-eisen kan de kern ook worden gemaakt van polyimide voor hogetemperatuurbestendigheid of van hoogfrequente laminaten zoals Rogers voor RF-toepassingen.
Veelvoorkomende PCB-kerntypen en hun eigenschappen
| Kern type | Typische dikte (mm) | Materiaalopties | Diëlektrische eigenschappen | Typische toepassingen |
| FR4-kern | 0.1/0.2/0.4/0.8/1.0/1.6 | Standaard FR4 / Hoge Tg (Tg170–180) | Dk ≈ 4.2–4.7 / Df ≈ 0.015–0.020 | Algemene meerlaagse PCB's, de meeste consumentenelektronica |
| Polyimide kern | 0.1-0.8 | Polyimide laminaat | Hoge temperatuur, lage CTE | Automobiel, industrie, lucht- en ruimtevaart |
| Hogesnelheidskern | 0.1-0.5 | Megtron 6 / Isola I-Speed / Tachyon 100G | Lage Dk (3.2–3.7), lage Df (≤0.005) | Hoge snelheid digitaal (PCIe, DDR4/DDR5), netwerken |
| RF/Microgolfkern | 0.13-3.2 | Rogers 4350B / 4003C / Taconic / PTFE | Dk 2.2–3.5, ultra-lage Df | RF front-end, antenne, communicatieborden |
| Metaalkern (MCPCB) | 1.0–3.2 (Aluminium of Koper) | Aluminium/koper substraat | Goede thermische geleidbaarheid | LED, vermogenselektronica, motordrivers |
Hoe PCB-prepreg en kern samenwerken in een PCB-stapeling
In een meerlaagse printplaat worden de prepreg en de kern gelamineerd tot één massieve printplaat. Tijdens dit proces wordt de prepreg zacht en hecht zich aan de koperlagen en -kernen, waardoor een goede hechting en isolatie ontstaat. Wanneer de stapel wordt geperst en verhit (~180 °C), vloeit en hardt de hars in de prepreg uit, waardoor een uniforme structuur ontstaat. Na afkoeling ontstaat een stijve printplaat met een nauwkeurige diëlektrische afstand en een sterke verbinding tussen de lagen.
Voorbeeld van een 6-laags PCB-stapeling:
Prepreg versus Core: wat zijn de verschillen?
Hier is een kort overzicht van de verschillen tussen PCB-prepreg en PCB-kern:
| Aspect | PCB-voorbereiding | PCB-kern |
| Samenstelling van het materiaal | Glasvezeldoek met gedeeltelijk uitgeharde hars | Glasvezellaminaat met volledig uitgeharde hars |
| Functie | Verbindt en isoleert lagen tijdens het lamineren | Biedt structurele ondersteuning en koperlagen |
| Uithardingsfase | Wordt zacht en hard tijdens het lamineren | Al volledig uitgehard en stijf |
Belangrijkste verschillen tussen PCB Prepreg en Core:
- Uithardingsfase
Een van de belangrijkste verschillen tussen PCB-prepreg en PCB-kern is het uithardingsproces. De kern is volledig uitgehard en hard, terwijl PCB-prepreg semi-uitgehard is. Dit verschil bepaalt hoe elk materiaal zich tijdens de productie gedraagt.
- Functie in PCB-constructie
De kern fungeert als de structurele basis van de printplaten en zorgt voor stevigheid, mechanische ondersteuning en interne koperlagen voor signaalgeleiding. Prepreg daarentegen fungeert als een hechtende en isolerende laag tussen de kernen en koperfolies. Het zorgt voor een sterke verbinding en elektrische isolatie tussen de lagen.
- Flexibiliteit en maatwerk
Omdat de kern al uitgehard is, liggen de elektrische en mechanische eigenschappen vast. Prepreg is flexibeler: het type hars, het harsgehalte en het glasweefsel kunnen worden aangepast om de diëlektrische constante, de dikte en de harsstroom van de printplaat nauwkeurig af te stemmen.
Hoewel prepreg en kern verschillende functies hebben en op verschillende posities in de PCB-stapeling worden geplaatst, delen ze gemeenschappelijke materiaaleigenschappen en functies. Samen zorgen ze ervoor dat de printplaat structurele integriteit en stabiele prestaties heeft:
- Zowel de PCB-prepreg als de kern zijn gemaakt van glasvezelversterkt met hars zoals FR4, polyimide of andere materialen met een hoge Tg.
- Beide materialen beïnvloeden de diëlektrische eigenschappen van een printplaat en beïnvloeden zo de signaalintegriteit en impedantiecontrole. Hun diëlektrische constante (Dk) en dissipatiefactor (Df) moeten zorgvuldig op elkaar worden afgestemd om consistente elektrische prestaties in alle lagen van de PCB te garanderen.
Conclusie
Kortom, bij het vergelijken van PCB-prepreg en kern zijn beide essentiële onderdelen die gebruikt worden om een printplaat te bouwen en die samenwerken om een functionele en betrouwbare PCB te vormen. De kern fungeert als basis van de PCB en de prepreg verbindt en isoleert de lagen tijdens het lamineren. De juiste combinatie zorgt ervoor dat de PCB betrouwbaar presteert onder elektrische, thermische en mechanische belasting.
Bij MOKO Technology gebruiken we hoogwaardige prepregs en cores om robuuste meerlaagse PCB's te produceren die voldoen aan internationale normen zoals IPC-6012 en ISO 9001. Of u nu standaardprototypes of snelle ontwerpen nodig hebt, ons engineeringteam kan u helpen bij het kiezen van de beste materialen voor uw project.
Veelgestelde vragen over PCB-prepreg en kern
- Wat is het verschil tussen core en prepreg in PCB?
PCB-prepreg is een halfuitgehard glasvezelmateriaal dat wordt gebruikt om lagen te verbinden en te isoleren tijdens het lamineren, terwijl de PCB-kern een volledig uitgehard laminaat is met koper aan beide zijden, dat zorgt voor mechanische sterkte en de interne circuitlagen vormt.
- Wat is het doel van prepreg in PCB?
Prepreg vult de openingen tussen de koperlagen, creëert isolatie, zorgt voor verbinding tijdens het lamineren en regelt de diëlektrische afstand die nodig is voor impedantie en signaalintegriteit.
- Hoe kies ik de juiste prepreg voor mijn PCB?
Dit hangt af van de impedantie, de diktevereisten, het harsgehalte en het signaaltype. Dunne prepregs (1080) worden gebruikt voor HDI- of hogesnelheidslagen; dikkere prepregs (7628) zijn geschikt voor voedingsprintplaten.
