Συστατικά των πλακών κυκλωμάτων (PCB) 2

Από Τι Είναι Κατασκευασμένες οι Τυπωμένες Πίνακες Κυκλωμάτων;

Τα PCB μπορούν να χρησιμοποιήσουν μια σειρά υλικών για τα συστατικά και τα υποστρώματα.δεδομένου ότι διαφορετικά υλικά μπορούν να προσφέρουν στα κυκλώματα διαφορετικά χαρακτηριστικά που επιτρέπουν καλύτερη απόδοση σε συγκεκριμένες συνθήκες.

Οι σχεδιαστές μπορούν να επιλέξουν υλικά με βάση την ηλεκτρική τους απόδοση σε εφαρμογές υψηλής ταχύτητας ή θερμική ή μηχανική αντοχή, όπως εφαρμογές αυτοκινήτων κάτω από το καπό.Οι σχεδιαστές μπορούν να επιλέξουν να συμμορφωθούν με τις απαιτήσεις ενός ρυθμιστικού οργανισμούΓια piαράδειγα, η οδηγία της ΕΕ για τον περιορισμό των επικίνδυνων ουσιών (RoHS) piαρατρέπει τη χρήση ουσιών piου piεριέχουν όλα τα piεριορισμένα χημικά και μέταλλα.

Οι πιο συνηθισμένοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη είναι αν το προϊόν είναι πιστοποιημένο UL, σύντομο για τα χαρακτηριστικά καταστολής φλόγας των εργαστηρίων Underwriters. The score of UL is crucial for many electronic devices in order to ensure that in the case in the event of a fire the circuit board will not self-extinguish typically considered essential for consumer electronics and others.

Τα επικαλυμμένα υφάσματα είναι γενικά κατασκευασμένα από υφάσματα υφασμάτων και ρητίνες που έχουν ξεχωριστές μονωτικές ιδιότητες.Αυτό περιλαμβάνει διηλεκτρικά όπως το FR4 epoxy Teflon Polyimide και άλλα που χρησιμοποιούν επικάλυψη από γυαλί και ρητίνη.Μια ποικιλία διακριτών ηλεκτρικών και θερμικών πτυχών καθορίζουν ποια από αυτές θα λειτουργήσει καλύτερα για ένα συγκεκριμένο PCB.

Οι σχεδιαστές PCB πρέπει να λαμβάνουν υπόψη μια ποικιλία ζητημάτων απόδοσης όταν εξετάζουν το υλικό που επιλέγουν για να σχεδιάσουν τα PCB τους.

• Η διηλεκτρική σταθερά είναι ένας κρίσιμος δείκτης ηλεκτρικής απόδοσης
• Η επιβράδυνση της φλόγας είναι κρίσιμη πτυχή για την πιστοποίηση UL (βλέπε παραπάνω)
• Οι υψηλότερες θερμοκρασίες μετάβασης του γυαλιού (Tg) για καλύτερη ικανότητα αντοχής σε υψηλότερες θερμοκρασίες για επεξεργασία συναρμολόγησης
• Οι ελαφρυντικοί συντελεστές απώλειας είναι απαραίτητοι για εφαρμογές υψηλών ταχυτήτων όπου η ταχύτητα του σήματος είναι σημαντική.
• Μηχανική αντοχή, η οποία περιλαμβάνει την αντοχή σε κοπή, την αντοχή σε έλξη και διάφορες μηχανικές ιδιότητες που μπορεί να απαιτούνται από το PCB κατά τη θέση του σε λειτουργία
• Η απόδοση του θερμικού συστήματος αποτελεί κρίσιμο παράγοντα κατά τη λειτουργία σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας
• Διαμετρική σταθερότητα, ή, πόσο μετατοπίζεται το υλικό και πόσο συχνά κινείται κατά τη διάρκεια των θερμικών κύκλων κατασκευής, και έκθεση στην υγρασία

Παρακάτω παρατίθενται μερικά από τα πιο γνωστά υλικά που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή κυκλωτικών πλακών που τυπώνονται με ηλεκτρονικά εξαρτήματα:

1. Προετοιμασία και επικάλυψη από επωξικό FR4Το φλοιωμένο FR4 είναι το πιο δημοφιλές υλικό υποστρώματος PCB σε όλο τον κόσμο.Τα υλικά του FR4 παρουσιάζουν εξαιρετική ηλεκτρική, θερμικές και μηχανικές ιδιότητες εκτός από την ευνοϊκή σχέση αντοχής προς βάρος, η οποία τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα ηλεκτρονικών εφαρμογών.Τα laminates και τα prepregs του FR4 είναι κατασκευασμένα από γυάλινο ύφασμα και εποξική ρητίνη και είναι συνήθως τα φθηνότερα διαθέσιμα υλικά PCBΠροτιμάται ιδιαίτερα για τα PCB που έχουν χαμηλότερα στρώματα διπλής ή μονομερών σε πολυεπίπεδες δομές γενικά μικρότερες από δεκατέσσερα στρώματα.Επιπλέον, αυτή η βασική ρητίνη μπορεί να αναμιγνύεται με πρόσθετα που βελτιώνουν σημαντικά την ηλεκτρική της απόδοση., thermal performance and UL flame safety/rating which greatly enhances its capability to be utilized for higher-layer count designs as well as higher temperature stress applications and higher electrical performance with a lower cost for high-speed circuit designsΟι προετοιμαστικές ύλες και τα λαμινάτα FR4 μπορούν να χρησιμοποιηθούν με διάφορους τρόπους και είναι σε θέση να προσαρμοστούν χρησιμοποιώντας ευρέως αποδεκτές μεθόδους παραγωγής με αξιόπιστες αποδόσεις.
2. Επενδύσεις σε ηλεκτρικό ρεύμαΤα πολυϊμιδικά στρώματα έχουν καλύτερες θερμοκρασίες από το υλικό FR4 και επίσης αύξηση στις ηλεκτρικές ιδιότητες.αλλά προσφέρουν καλύτερη αντοχή σε ακραίες και υψηλές θερμοκρασίεςΈχουν επίσης υψηλότερο βαθμό σταθερότητας όσον αφορά τον θερμικό κύκλο και διαθέτουν χαμηλότερες δυνατότητες επέκτασης, γεγονός που τις καθιστά ιδανικές για κατασκευές με μεγαλύτερο αριθμό στρωμάτων.
3. Συμπλέκτες και επικαλύψεις από τεφλόνιο:Οι σύνδεσμοι και τα λαμινάτα από υλικά τεφλόνου έχουν εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες, γεγονός που τα καθιστά ιδανικά για εφαρμογές κυκλωμάτων υψηλής ταχύτητας.,Τα υλικά τεφλόνου μπορούν να επικαλυφθούν με υαλοπετρώματα, ωστόσο, είναι επίσης δυνατό να κατασκευαστούν χωρίς στήριξη ή χρησιμοποιώντας Η παραγωγή των PCB τεφλόνου απαιτεί συνήθως εξειδικευμένο και εκπαιδευμένο εργατικό δυναμικό, ειδικό εξοπλισμό και διαδικασίες,και την πρόβλεψη χαμηλότερων αποδόσεων παραγωγής.
4. Ελαστικοί λαμινισμένοιΑυτά τα στρώματα, τα οποία είναι ευέλικτα και λεπτούς πάχους, σας επιτρέπουν να διπλώνετε ηλεκτρονικά σχέδια χωρίς να επηρεάζετε την ηλεκτρική συνέχεια.αλλά αντ'αυτού είναι χτισμένα σε πλαστικό φύλλοΜπορούν να είναι ως συσκευή που διπλώνεται στην εφαρμογή flex-to-install, δεδομένου ότι είναι σε δυναμική flex, πράγμα που σημαίνει ότι τα κυκλώματα θα διπλώνονται συνεχώς καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του προϊόντος.Τα ευέλικτα στρώματα μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας υψηλότερες θερμοκρασίες υλικών όπως το πολυμίδιο ή το LCP (πολυμερές υγρών κρυστάλλων) ή εξαιρετικά φθηνά υλικά όπως το πολυαιθυλένιο και το στυλόΕπειδή τα εύκαμπτα λαμινάτα είναι εξαιρετικά λεπτά, η κατασκευή ευέλικτων κυκλωμάτων μπορεί επίσης να απαιτεί υψηλά εκπαιδευμένο εργατικό δυναμικό, ειδικό εξοπλισμό και διαδικασίες,και επίσης την πρόβλεψη χαμηλότερων παραγωγικών αποδόσεων.
5. Άλλα:Στην αγορά διατίθενται πολλά διαφορετικά υλικά δέσμευσης και επικαλυμμάτων.Συμπεριλαμβανομένης της κεραμικής BT και των κεραμικών οξέων κυανίου ή των υλικών ανάμειξης που αναμειγνύουν ρητίνες για την επίτευξη διακριτών μηχανικών ή ηλεκτρικών χαρακτηριστικώνΔεδομένου ότι οι ποσότητες είναι πολύ μικρότερες από του FR4 και η παραγωγή είναι πολύ πιο περίπλοκη, συχνά θεωρούνται πιο δαπανηρές εναλλακτικές λύσεις για τα σχέδια PCB.

Η επιλογή του σωστού στρώματος είναι ζωτικής σημασίας για να εξασφαλιστεί ότι το PCB έχει τις κατάλληλες μηχανικές, διηλεκτρικές, ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες για να ταιριάζει στην τελική εφαρμογή.