Различные типы материалов подложки печатной платы для вашего проекта

Первое и самое главное — выбрать правильный материал подложки печатной платы для производства печатных плат. Производители используют множество типов материалов подложки, которые различаются по свойствам. В этой статье рассказывается, как выбрать правильный материал подложки печатной платы для вашего проекта. Кроме того, вы узнаете о различных типах подложек печатных плат.

Подложки печатных плат: все основные свойства диэлектрического материала

Этот материал пропускает минимальное количество электричества из схемы. Поскольку между двумя проводящими слоями находится изолирующий слой. Например, FR-4 является наиболее распространенным видом диэлектрика. Вы должны рассмотреть его свойства, прежде чем выбрать его для своей печатной платы.

Вот 4 наиболее важных свойства диэлектрического материала:

1. Тепловые свойства

Рассмотрим тепловые свойства материала подложки:

Температура стеклования

Диапазон температур, в котором стекловидное или жесткое состояние подложки печатной платы становится размягченным или деформируемым. Свойства материала возвращаются в исходное состояние после охлаждения. Вы можете выразить этот диапазон температур в единицах Tg. И вам нужно измерить эту температуру в градусах Цельсия.

Температура разложения

Td — это выражение, используемое для температуры разложения. Это метод химического разложения, при котором материал может терять до 5% массы. Единица измерения Td — ^oC.

В этом процессе свойства или необратимы. Когда материал подложки достигает температуры разложения, происходит изменение свойств материала. После этого изменения свойства материалов необратимы. С другой стороны, свойства обратимы при температуре стеклования.

Вам следует выбрать материал подложки, для которого температурный диапазон должен быть меньше Td и выше Tg. Таким образом, температурный диапазон может быть между 200 и 250 ^oC. Поэтому постарайтесь сделать Td выше этого значения.

Коэффициент температурного расширения

КТР показывает скорость, с которой материал печатной платы расширяется после нагрева. КТР можно выразить в частях/миллион. Когда температура материала превышает Tg, КТР также начинает расти. Большинство подложек имеют более высокий КТР, чем медь. Это может привести к проблемам с межсоединениями при повышении температуры печатной платы.

КТР сравнительно низкий по осям X и Y. Диапазон КТР составляет от 10 до 20 частей на миллион на ^oC вдоль этих осей. Это происходит из-за плетеного стекла. Из-за этого материал удерживается в этих осях. В результате, не происходит никаких существенных изменений в CTE, когда температура превышает Tg.

Из-за плетеного стекла материал расширяется вдоль оси Z. Поэтому значение КТР должно быть как можно ниже вдоль этой оси. Вы должны стараться поддерживать его ниже 70 ppm на ^oC. КТР увеличится, когда материал превысит Tg.

В дополнение к этому, вы также можете определить Tg материала с помощью CTE. Все, что вам нужно, это построить кривую зависимости температуры от смещения.

Теплопроводность

Это свойство связано с проводимостью тепла. Вы можете представить значение теплопроводности с помощью k. Низкая теплопроводность показывает низкую теплопередачу и наоборот. Вы можете измерить теплопроводность материала в ваттах на метр ºC.

Большинство материалов подложки печатной платы имеют теплопроводность от 0.3 до 0.6 Вт/м-ºC. Эта теплопроводность значительно ниже по сравнению с медью. Коэффициент теплопроводности меди составляет около 386 Вт/м-ºC. Поэтому медные плоские слои будут отводить больше тепла по сравнению с диэлектрическим материалом в печатной плате.

2. Электрические свойства

Относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрической проницаемости (Dk или Er)

Очень важно учитывать диэлектрическую проницаемость материала для проверки соображений импеданса и целостности сигнала. Оба являются замечательными факторами высокочастотных электрических характеристик. Диапазон Er составляет от 2.5 до 4.5 в большинстве материалов подложки печатной платы.

Значение диэлектрической проницаемости зависит от частоты. При увеличении частоты ее значение уменьшается. Плюс, это изменение зависит еще и от типа материала. Наиболее подходящий материал для высокочастотных применений, в которых диэлектрическая проницаемость остается практически неизменной для широкого диапазона частот.

Коэффициент рассеяния или тангенс угла диэлектрических потерь (Df Tan δ)

Тангенс угла потерь материала дает меру мощности, потерянной из-за материала. Если тангенс угла потерь в материале ниже, это приведет к меньшим потерям мощности. Диапазон Tan δ в большинстве материалов печатных плат составляет 0.02. Кроме того, значение Tan δ может быть 0.001 для материалов с низкими потерями и высококачественных материалов. Значение Tan δ увеличивается с ростом частоты.

Хотя тангенс угла потерь не имеет существенного значения для цифровых схем, он важен для высоких частот выше 1 ГГц. Кроме того, тангенс угла потерь очень важен для аналоговых сигналов, поскольку он помогает найти степень ослабления сигнала.

Объемное сопротивление

Производители называют объемное сопротивление электрическим сопротивлением. Оно помогает измерять изоляцию или электрическое сопротивление материала. Если сопротивление материала высокое, в цепи будет меньше движения электрического заряда. Международная единица сопротивления системы — Ом-м.

Диэлектрические изоляторы имеют очень высокое значение удельного сопротивления. Диапазон удельного сопротивления может быть от 10⁶ до 10¹⁰ Мегаом-сантиметров. Влажность и температура влияют на удельное сопротивление.

Поверхностное сопротивление – ρS

Поверхностное сопротивление или ρS включает электрическое или изоляционное сопротивление материала печатных плат. Он также должен иметь очень высокое значение поверхностного сопротивления, аналогичное объемному сопротивлению. Таким образом, значение поверхностного сопротивления должно быть между 10⁶ и 10¹⁰ Мегаом на квадрат.

Электрическая прочность

Это свойство помогает в измерении сопротивляемости материала печатной платы. Это означает, насколько материал способен противостоять электрическому пробою вдоль оси Z. Международная единица измерения электрической прочности системы — Вольт/мил. Большинство диэлектрических материалов имеют значение электрической прочности от 800 до 1500 Вольт/мил.

3. химические свойства

Характеристики воспламеняемости – UL94

Это стандарт воспламеняемости пластика для классификации пластика от самого низкого уровня огнестойкости до самого высокого. Поэтому он очень полезен для тестирования пластиковых приборов. Underwriters Laboratories (UL) определяет этот стандарт. Вот некоторые основные требования этого стандарта:

1. Образцы с пламенным горением не будут гореть максимум 10 секунд после приложения испытательного пламени.
2. Общее время горения не превысит 50 секунд. Это время для десяти применений пламени для набора из пяти образцов.

• Образцы не сгорают до тлеющего горения в зажиме.

1. Плюс, он не будет капать пламенные элементы, которые воспламеняют сухую губчатую хирургическую вату. Вата находится на 300 мм ниже тестовых образцов.
2. После 2^ndПри удалении испытательного пламени образцы могут не иметь яркого горения, которое сохраняется около 20 секунд.

Поглощение влаги

Это водонепроницаемость материала печатной платы. Вы можете заметить процентное увеличение веса печатной платы после поглощения воды. Кроме того, вы можете рассчитать этот процент, используя различные методы тестирования. Большинство материалов могут поглощать воду в диапазоне от 0.01% до 0.20%.

Поглощение влаги может влиять на различные свойства материала печатной платы. Например, оно может влиять на электрические и тепловые свойства материала. Кроме того, оно влияет на способность противостоять токопроводящей анодной нити при подаче питания на печатную плату.

Стойкость к метиленхлориду

Это помогает в измерении химической стойкости доски. В частности, вы можете проверить стойкость доски к поглощению метиленхлорида.

Вы можете обозначить его значение в процентах. Вы заметите увеличение веса после поглощения метиленхлорида. Это происходит в контролируемых условиях. Большинство материалов подложки печатной платы имеют сопротивление от 0.01% до 0.20%, аналогичное поглощению влаги.

4. Механические свойства

Прочность на отрыв

Он обозначает прочность связи между диэлектрическим материалом и медным проводником. Единицей измерения прочности на отрыв является фунт силы на линейный дюйм. Вы можете обозначить его как PLI.

Испытания на прочность на отрыв зависят от толщины подложки печатной платы. Например, для испытаний вам нужны медные дорожки толщиной 1 OZ. Кроме того, вам нужны медные дорожки шириной от 32 до 124 мм после стандартного процесса изготовления печатной платы. Вы можете выполнить этот процесс при трех условиях:

• Тепловая нагрузка: После выдерживания образца на припое в течение 10 с при температуре 288 ºC.
• Повышенная температура: После воздействия на образец жидкости при температуре 125 ºC. Или вы можете подвергнуть его воздействию горячего воздуха.
• Воздействие технологических химикатов: После воздействия на образец ряда химических и термических процессов.

Предел прочности при изгибе

Показывает способность материала выдерживать механическое напряжение без разрушения. Вы можете выразить его значение в кг/кв. метр или фунт/кв. дюйм.

Механизм испытания прочности на изгиб очень прост. Вы можете выполнить его, поддерживая доску за ее конец и нагружая ее центр. Стандарт для жестких и многослойных досок — IPC-4101.

Модуль для младших

Модуль упругости при растяжении — еще один термин для этого модуля. Он обозначает прочность материала на печатной плате. Этот модуль измеряет соотношение напряжения и деформации в указанном направлении. Некоторые производители измеряют прочность, используя этот модуль, а не прочность на изгиб. Вы можете выразить его значение в силе на единицу площади.

Плотность

Плотность печатной платы можно измерить в граммах на кубический сантиметр. Кроме того, некоторые производители указывают значение в фунтах/кубический дюйм.

Время расслоения

Этот фактор показывает время сопротивления печатной платы расслоению. Расслоение может произойти из-за термического удара, влаги или неправильной Tg материала. Кроме того, это может произойти из-за плохого процесса ламинирования.

Каков наилучший способ выбора материалов подложки для вашей печатной платы?

На рынке представлено множество типов подложек печатных плат. Эти типы различаются по толщине и прочности подложки печатной платы. Поэтому очень сложно найти подложку наилучшего качества для ваших печатных плат. Более того, поиск даже подходящей подложки без достаточных знаний становится головной болью.

Для вас не составит большого труда выбрать подходящие типы подложек печатных плат для ваших нужд. Поскольку вы уже изучили все критерии выбора подложек. Вам необходимо учесть:

• Тепловые свойства
• Электрические свойства
• Химические свойства
• Механические свойства

Если вы знакомы с этими свойствами, вы можете выбрать высококачественную подложку для ваших печатных плат. Кроме того, вам следует также учитывать толщину подложки печатной платы для вашей платы.

В дополнение к свойствам субстрата, вы также должны учитывать некоторые важные характеристики субстрата. Вот некоторые важные характеристики ниже:

Типы материалов подложки печатной платы

Печатные платы состоят из 2 слоев материала, то есть верхнего и нижнего. Верхний слой очень важен для многих целей, таких как реакции. Плюс, конструкция печатной платы зависит от этой пленки.

Аналогично, нижний слой имеет хороший вклад в проектирование целей. Оценочный рынок подложек составляет почти 51 миллион квадратных во всем мире. Компании используют различные типы подложек печатных плат.

Большинство производителей смешивают этот материал с эпоксидной смолой. Однако другие смешивают его со смесью BT. Большинство компаний используют различные альтернативные слои диэлектрического материала. Они используют его с усилением или без него.

Вот некоторые основные типы подложек печатных плат:

Нетканое стекло

Он охватывает диффузию стеклянных микроволокон в подложке. Они очень хороши на более высоких частотах. Однако фактор дисперсии в нетканом стекле не заслуживает внимания.

Тканое стекло

Это еще один из популярных типов подложек для печатных плат. Стеклоткань Weave является строительным блоком этой подложки. Однако она не очень хороша из-за своей плохой термической и механической стабильности.

Заполненный

Он поставляется с определенным диапазоном диэлектрической проницаемости. Некоторые другие материалы, такие как керамика, увеличивают свою диэлектрическую проницаемость.

Существуют различные способы выбора подложки для вашей платы. Самый важный способ — обратиться за помощью к опытной инженерной команде производителей.

Кроме того, вы можете разделить субстрат на 4 различные категории следующим образом:

Жесткая/жесткая доска

Производители используют его для поддержания формы печатной платы по всей длине. Это печатные платы на основе керамики. Он предотвращает изгиб печатных плат или приобретение ими других форм.

Мягкие/гибкие доски

Благодаря своей гибкости, их можно использовать во многих проектах. Вы можете трансформировать их в любой объект или форму. Производители используют этот тип, когда объекты должны сгибаться. Поэтому гибкие доски являются идеальным вариантом в такой ситуации.

Гибко-жесткие печатные платы

Для различных ситуаций компании комбинируют как гибкие, так и жесткие плиты для изготовления гибко-жесткие печатные платы. Они содержат несколько слоев, как полиимид. Основное применение гибко-жестких плат — в аэрокосмической и военной промышленности. Кроме того, их можно использовать в различном медицинском оборудовании.

FR-4

Это самый доступный и распространенный субстрат в настоящее время, представляющий собой стекловолоконный эпоксидный ламинат. FR — это сокращенная форма огнестойкого материала и удивительный изолятор. Материал содержит большое количество бромида, который является нереактивным галогеном.

MOKO Technology – лучшее место для высококачественного субстрата

После прочтения этой подробной статьи вы теперь знакомы с требованиями к печатной плате. Аналогично, вы знаете, какие факторы необходимо учитывать перед выбором подложки. Эта информация очень полезна для выбора высококачественного материала подложки печатной платы для ваших продуктов. Подложка лучшего качества обеспечит вам высококачественные и долговечные эффекты.

МОКО Технология это лучшее место для Производство печатных плат и монтаж. Наша специализированная команда предоставляет клиентам оптимальные решения для печатных плат. Инженеры учитывают все до начала производства. Мы выполняем все требования, начиная от среды применения и заканчивая производительностью продукта. После завершения процесса производства мы проводим все печатные платы через строгий процесс тестирования. Удовлетворенность клиентов — наш приоритет. Хотите реализовать свою идею? Почему вы опаздываете? Получите мгновенную смету для начала вашего проекта!