Kokios medžiagos dažniausiai naudojamos PCB plokštėse?

PCB (spausdintinė plokštė) yra pagrindinis šiuolaikinių elektroninių prietaisų komponentas. Ji ne tik tarnauja kaip fizinis elektroninių komponentų atrama, bet ir veikia kaip pagrindinis elektros jungčių ir signalų perdavimo nešėjas. Kaip irneuroninis tinklaselektroniniame pasaulyje, PCB efektyviai ir patikimai jungia įvairius komponentus, sudarant visą grandynų sistemą.

Pagrindinės medžiagos

1. Fenolio popieriaus substratas:Tradiciškiausia PCB pagrindinė medžiaga, pagaminta iš fenolio derva impregnuoto popieriaus. Ji pasižymi geru apdirbamumu ir maža kaina, tačiau turi prastą atsparumą karščiui ir dielektrines savybes. Ji tinka tik vartotojų elektronikai ir buitiniams prietaisams, kuriems keliami nedideli elektriniai reikalavimai ir kurie naudojami švelniomis aplinkos sąlygomis.
2. Epokso stiklo pluošto substratas (FR-4):Šiuo metu plačiausiai naudojamas, pagamintas iš epoksidinės dervos ir stiklo pluošto audinio. Jis pasižymi puikiomis elektrinėmis savybėmis, mechaniniu stiprumu, atsparumu karščiui ir cheminiu stabilumu. FR-4 yra plačiai naudojamas bendruose elektroniniuose įrenginiuose, pvz., kompiuteriuose, ryšių įrangoje ir pramoninėse valdymo sistemose.
3. Poliimido substratas:Naudoja poliimido plėvelę kaip izoliacinį sluoksnį, pasižymi itin aukštu atsparumu karščiui (nuolatinė darbo temperatūra virš 260 °C), puikiomis elektrinėmis savybėmis, mažu drėgmės sugėrimu ir geru mechaniniu stiprumu. Dažniausiai naudojamas aviacijos, karinėje, automobilių elektronikos ir kitose srityse, kuriose reikalingas aukštas patikimumas ir dirbama sudėtingomis aplinkos sąlygomis, taip pat aukšto dažnio grandinėse, pvz., mikrobangų ir RFID.
4. Aliuminio substratas:Naudojamas aliuminio lydinys kaip pagrindas, padengtas izoliaciniu dielektriniu sluoksniu. Jis turi puikias šilumos išsklaidymo savybes, veiksmingai sprendžia šilumos valdymo problemas didelės galios elektroniniuose įrenginiuose. Jis taip pat turi gerą mechaninį stiprumą, elektromagnetinį ekranavimą ir tam tikrą atsparumą korozijai. Dažniausiai naudojamas LED apšvietime, galios moduliuose, automobilių elektronikoje, garso įrangoje ir kitose srityse, kuriose reikalingas efektyvus šilumos išsklaidymas.
5. Vario substratas:Naudojamas didelio grynumo varis kaip pagrindas, padengtas kompoziciniu izoliaciniu sluoksniu. Vario substratai turi puikų šilumos laidumą, daug didesnį nei aliuminis, ir yra ypač tinkami didelės galios, didelio šilumos išskyrimo taikymams, pvz., didelio ryškumo LED, galios moduliams, elektromobiliams ir telekomunikacijų bazinėms stotims. Jie taip pat pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu ir atsparumu korozijai, todėl tinka atšiaurioms aplinkoms.
6. Specialiosios pagrindo medžiagos:Aukšto dažnio, didelio greičio arba labai patikimiems elektroniniams produktams taip pat naudojamos aukštos kokybės medžiagos, pvz., keraminiai substratai ir PTFE (politetrafluoretilenas), kad būtų patenkinti specialūs elektros ir aplinkos reikalavimai.

Vario folija

Vario folija yra pagrindinė PCB laidžiosios sluoksnio medžiaga ir skirstoma į du tipus:

1. Elektrolitinė vario folija:Gaminama cheminiu būdu, ant nerūdijančio plieno ritinio uždedant vienodą vario plėvelę, o po to ją nuimant. Ji yra nebrangi, gaminama įvairių storio ir dydžio, ir yra pagrindinis vario folijos tipas, naudojamas kietosioms PCB.
2. Valkšta vario folija:Gaminama pakartotinai valcuojant ir atkaitinant varį fizikiniais metodais. Ji pasižymi dideliu plastiškumu, todėl ypač tinka lanksčioms spausdintinėms plokštėms (FPC) ir dinamiškoms aplinkoms. Jos lygus paviršius ir mažos iškyšos idealiai tinka aukšto dažnio ir mikrobangų taikymams, tačiau ji yra brangesnė, silpniau prilipo prie pagrindo ir yra riboto pločio.

Izoliacinis sluoksnis

Izoliacijos sluoksnis yra tarp vario folijos ir pagrindinės medžiagos, užtikrinantis elektrinę izoliaciją tarp laidžių sluoksnių ir grandinės saugumą. Pagrindinės medžiagos yra:

• Epokso derva:Gera izoliacija ir sukibimas, maža kaina, plačiai naudojama daugumoje PCB.
• Poliimidas:Puikus atsparumas karščiui ir elektrinės savybės, idealiai tinka aukštos klasės, aukšto dažnio arba aukštos temperatūros taikymams.

Apsauginis sluoksnis

1. Lydmetalo kaukė:Paprastai žalios spalvos, dengia plokštės paviršių, kad apsaugotų grandinę nuo trumpojo jungimo, apibrėžia litavimo sritis, užkerta kelią litavimo tiltams ir pagerina litavimo tikslumą bei plokštės patikimumą.
2. Šilkografijos sluoksnis:Naudojamas komponentų padėčių, identifikatorių, įspėjimų ir kt. žymėjimui. Šilkografijos sluoksnis palengvina surinkimą ir vėlesnę priežiūrą, padėdamas inžinieriams greitai identifikuoti komponentus ir takelius.

Paviršiaus apdaila

Siekiant pagerinti litavimo savybes, atsparumą oksidacijai ir patikimumą, dažniausiai naudojami šie paviršiaus apdailos procesaiHASL(lyginimas karštu oru),ENIG(beelektrolitinis nikelio panardinimas į auksą),OSP(organinis litavimo išsaugojimo agentas) irpanardinamas sidabras, priklausomai nuo taikymo poreikių.

Lydmetalis

1. Švino-stibio lydinys:Pavyzdžiui, 63Sn-37Pb eutektinis litavimas, kuris užtikrina gerą laidumą, apdorojamumą, žemą lydymosi temperatūrą ir stiprius litavimo jungimus. Tačiau dėl švino toksiškumo jo naudojimas mažėja, siekiant apsaugoti aplinką.
2. Bešvinis litavimas:Lydymosi temperatūra apie 217 °C, netoksiškas ir ekologiškas, reikalauja griežtesnio apdorojimo ir tapo pagrindiniu pasirinkimu.

Ekologiškos ir tvarios medžiagos

Dėl vis griežtesnių aplinkos apsaugos reikalavimų, PCB gamyboje didesnis dėmesys skiriamas halogenų neturinčioms, RoHS reikalavimus atitinkančioms ir perdirbamoms medžiagoms, skatinant ekologišką ir tvarų elektronikos pramonės vystymąsi.

Taikymo sritys

Įprastos PCB medžiagos plačiai naudojamosvartotojų elektronikoje,ryšių įrenginiuose,pramonės valdymo,automobilių elektronikoje,medicinos prietaisuose,išmanusis namas,LED apšvietimasir kitos sritys. Nesvarbu, ar tai naujo produkto prototipas, ar nedidelės partijos bandomoji gamyba, aukštos kokybės PCB medžiagos yra svarbiausias veiksnys, užtikrinantis elektroninių produktų našumą ir patikimumą.