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Progettazione PCB
Come le caratteristiche termiche ed elettriche influenzano la progettazione del PCB
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Come le caratteristiche termiche ed elettriche influenzano la progettazione del PCB

Come le caratteristiche termiche ed elettriche influenzano la progettazione del PCB

2021-11-11
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Author:Downs

Quando si sceglie un Materiale PCB, it is important to make the right choice for your design because the material affects the overall performance. Capire come le caratteristiche termiche ed elettriche influenzano il vostro progetto prima di entrare nella fase di produzione può farvi risparmiare tempo e denaro ottenendo i migliori risultati.

Materiale PCB selection: considerations for stacking

Selezione del materiale PCB: considerazioni elettriche e di fabbricazione

PCB stacking

The PCB stack structure is to build a PCB multistrato in a continuous sequence. Il laminato è composto da nucleo magnetico, prepreg and copper foil. Generalmente, l'impilamento è simmetrico. The board thickness of most products is less than 62 mils.

Che materiale viene utilizzato per il circuito stampato?

Selezione del materiale PCB: considerazioni elettriche e di fabbricazione

Materiale PCBs: foglio, core and prepreg

Utilizzare i seguenti 3 elementi per produrre circuiti stampati:

Prepreg: materiale dello stadio B, which is sticky and allows the bonding of different laminates or foils

Foglio di rame: utilizzato come conduttore nel PCB.

pcb board

Laminato rivestito di rame (nucleo): laminato e indurito da prepreg e foglio di rame.

Caratteristiche fondamentali dei materiali dielettrici

Sappiamo che i laminati PCB sono fatti di materiali dielettrici. Quando si sceglie un laminato, dobbiamo considerare le varie caratteristiche del materiale dielettrico utilizzato. sono:

Prestazioni termiche Caratteristiche elettriche

Glass transition temperature (Tg) Dielectric constant (Dk)

Temperatura di decomposizione (Td) tangente di perdita o fattore di perdita (Tan δ o Df)

Thermal conductivity (k)

Coefficiente di espansione termica (CTE)

Thermal performance:

Temperatura di transizione del vetro (T g): La temperatura di transizione del vetro o T g è l'intervallo di temperatura al quale il substrato passa da uno stato vetroso e rigido a uno stato ammorbidito e deformabile man mano che la catena del polimero diventa più mobile. Quando il materiale si raffredda, le sue caratteristiche torneranno al suo stato originale. T g è espresso in gradi Celsius (°C).

Decomposition temperature (T d ): The decomposition temperature or T d is the temperature at which the Materiale PCB undergoes chemical decomposition (the material loses at least 5% of its mass). Come T g, T d is also expressed in degrees Celsius (°C).

Conducibilità termica (K): Conducibilità termica, o k, è la proprietà di un materiale per condurre il calore; bassa conducibilità termica significa trasferimento di calore basso e alta conducibilità significa trasferimento di calore elevato. La velocità di trasferimento del calore è misurata in watt per metro per grado Celsius (W/M °C).

Coefficiente di espansione termica (CTE): Il coefficiente di espansione termica o CTE è il tasso di espansione del Materiale PCB when heated. CTE is expressed in parts per million (ppm) per heating degree Celsius. Quando la temperatura del materiale sale sopra T g, the CTE also rises. Il CTE del substrato è solitamente molto più alto di quello del rame, which can cause interconnection problems when the PCB is heated.

Caratteristiche elettriche:

Costante dielettrica (E r o D k): Considerando la costante dielettrica del materiale è molto importante per la considerazione dell'integrità e dell'impedenza del segnale, che è un fattore chiave nelle prestazioni elettriche ad alta frequenza. L'Er della maggior parte dei materiali PCB è nell'intervallo da 2,5 a 4,5.

The values in the data sheet are only valid for the specific (usually 50%) resin content percentage in the material. The actual percentage of resin in the core material or prepreg varies with the composition, quindi D k varierà. The copper percentage and the thickness of the extruded prepreg will ultimately determine the media height. La costante dielettrica generalmente diminuisce con frequenza crescente.

tangente di perdita (tanδ) o fattore di perdita (D f ): tangente di perdita o fattore di perdita è la tangente dell'angolo di fase tra la corrente resistiva e la corrente reattiva nel dielettrico. La perdita dielettrica aumenta man mano che aumenta il valore di D f. Un basso valore di D f si traduce in un substrato "veloce", mentre un grande valore si traduce in un substrato "lento". D f aumenta leggermente con la frequenza; per materiali ad alta frequenza con un valore di D f molto basso, il suo cambiamento con frequenza è molto piccolo. L'intervallo di valori è compreso tra 0,001 e 0,030.

Selezione del materiale PCB: categorie di base

The basic Materiale PCB le categorie sono:

Velocità e perdita normali

Velocità e perdita moderate

High speed and low loss

Velocità molto alta e perdita molto bassa (RF / Microonde)

Velocità e perdita normali: Il materiale di velocità normale è il più comune Materiale PCB-FR-4 series. Their dielectric constant (D k) and frequency response are not very flat, and they have a higher dielectric loss. Pertanto, their applicability is limited to a few GHz digital/applicazioni analogiche. An example of this material is Isola 370HR.

Velocità media e perdita: i materiali a media velocità hanno una curva di risposta in frequenza D k più piatta e la perdita dielettrica è circa la metà dei materiali a velocità normale. Questi sono adatti fino a ~10GHz. Un esempio di questo materiale è Nelco N7000-2 HT.

High speed and low loss: These PCB manufacturing materials also have a flatter D k and frequency response curve and low dielectric loss. Compared with other materials, producono anche meno rumore elettrico dannoso. An example of this material is Isola I-Speed.