Fabbricazione PCB di precisione, PCB ad alta frequenza, PCB ad alta velocità, PCB standard, PCB multistrato e assemblaggio PCB.
La fabbrica di servizi personalizzati PCB e PCBA più affidabile.
Progettazione PCB
Informazioni sui materiali PCB e laminati utilizzati nella produzione
Progettazione PCB
Informazioni sui materiali PCB e laminati utilizzati nella produzione

Informazioni sui materiali PCB e laminati utilizzati nella produzione

2021-11-11
View:268
Author:Downs

PCB material selection is the first step in the PCB design process. Choosing the right material for your design is very important because it affects the overall performance of the circuit board.

Prima di scegliere di iniziare, ci sono molti fattori da considerare. Assicurarsi che le proprietà del materiale soddisfino i requisiti specifici della scheda e le applicazioni finali.

Uno dei principali problemi che affrontiamo quando produciamo PCB è che i progettisti spesso si affidano troppo alle schede tecniche dei materiali. La scheda tecnica fornisce ai progettisti una descrizione completa delle proprietà elettriche del materiale. However, quando si considerano vari problemi di produzione del mondo reale, data sheets are insufficient, e problemi di produzione del mondo reale sono importanti perché influiscono sulla produzione e sui costi.

In questo post, ci concentreremo sui seguenti punti:

Printed circuit board materials:

Materiale PCB: laminato rivestito di rame

Utilizzare i seguenti 3 elementi per produrre circuiti stampati:

Prepreg: materiale in fase B, che è appiccicoso e permette l'incollaggio di diversi laminati o fogli.

Copper foil: conductive traces on the PCB.

Laminato rivestito di rame (materiale principale): Laminato e indurito da prepreg e foglio di rame.

pcb board

Materiali PCB: foglio, anima e prepreg

Come scegliere un Laminato PCB?

The Laminato PCB è fatto di materiale dielettrico. When choosing a Laminato PCB, dobbiamo considerare alcune delle caratteristiche chiave del materiale dielettrico utilizzato. These attributes include:

Thermal performance Electrical characteristics

Temperatura di transizione vetro (Tg) Costante dielettrica (Dk)

Temperatura di decomposizione (Td) loss tangent or loss factor (Tan δ or Df)

Conducibilità termica (k)

Coefficiente di espansione termica (CTE)

Temperatura di transizione vetro (Tg): Man mano che le catene polimeriche diventano più facili da spostare, la temperatura alla quale il substrato PCB cambia da uno stato vetroso e rigido a uno stato ammorbidito e deformabile. Tg è espresso in gradi Celsius (ºC).

Glass transition temperature (Tg)

370 Risorse umane

180°C

Rogers 4350B 280°C

Temperatura di decomposizione (Td): The temperature at which a material undergoes chemical decomposition. Unità SI: Celsius.

Temperatura di decomposizione (Td)

370 Risorse umane

340°C

Rogers 4350B 390°C

Conducibilità termica (k): la proprietà di un materiale di condurre calore; bassa conducibilità termica significa trasferimento di calore basso e alta conducibilità significa trasferimento di calore elevato. Unità SI: Watt/metro Kelvin.

Conducibilità termica (k)

370 Risorse umane

0,4 W/m

Rogers 4350B 0.69 W/m

Coefficiente di espansione termica (CTE): il tasso di espansione del materiale PCB quando riscaldato. CTE è espresso in parti per milione (ppm) per grado di riscaldamento Celsius. Unità SI: PPM/°C.

When the temperature of the material rises above Tg, anche il CTE sale.

Il CTE del substrato è solitamente molto più alto di quello del rame, che può causare problemi di interconnessione quando il PCB è riscaldato.

The CTE for the X and Y axes is usually low about 10 to 20 ppm per degree Celsius. Questo di solito è dovuto al vetro intrecciato che vincola il materiale nelle direzioni X e Y. Anche se la temperatura del materiale sale sopra Tg, the CTE will not change much. Quindi il materiale deve espandersi nella direzione Z.

Il CTE lungo l'asse Z deve essere il più basso possibile; L'obiettivo è quello di essere meno di 70 ppm per grado Celsius, che aumenterà man mano che il materiale supera il Tg.

The expansion of a material is measured by the coefficient of thermal expansion (CTE). Questa figura mostra il CTE nella direzione Z. To learn more about PCB material thermal considerations, Leggi il nostro articolo Cos'è l'analisi termica nell'assemblaggio PCB

Coefficiente di espansione termica (CTE)

370 Risorse umane

X 13 ppm/°C

Y 14 ppm/°C

Z 45 ppm/°C

Rogers 4350B X 10 ppm/°C

Y 12 ppm/°C

Z 32 ppm/°C

Permissibilità (Dk) o Permeabilità Relativa (Er): Il rapporto tra la permittività di un materiale e la permittività dello spazio libero (cioè, vuoto). È anche chiamata permeabilità relativa.

The data sheet applies to the specific (usually 50%) resin content percentage in the material. La percentuale effettiva di resina nel materiale centrale o prepreg varia da composizione a composizione, so Dk will vary. La percentuale di rame e lo spessore del prepreg estruso determineranno infine l'altezza del mezzo.

La maggior parte dei materiali PCB utilizzati hanno Er nell'intervallo tra 2,5 e 4,5. In alcune applicazioni a microonde vengono utilizzati anche materiali con valori Er più elevati. Di solito diminuisce man mano che la frequenza aumenta.

Dielectric constant (Dk) or relative permeability (Er)

370 Risorse umane

3.92 @50% resin content

Rogers 4350B 3,48

Loss tangent (tanδ) or loss factor (Df): Loss tangent or loss factor is the tangent of the phase angle between the resistive current and the reactive current in the dielectric. The dielectric loss increases as the value of Df increases. Un basso valore Df si traduce in un substrato "veloce", while a large value results in a "slow" substrate. Df aumenta leggermente con la frequenza; per materiali ad alta frequenza con un valore Df molto basso, it changes very little with frequency. L'intervallo di valori è compreso tra 0.001 to 0.030.

Perdita tangente a 10 GHz 370 Risorse umane 0.0250 Rogers 4350B 0.0037

Signal loss and operating frequency

La perdita di segnale include la perdita dielettrica e la perdita di rame.

La perdita dielettrica fa parte della perdita totale del segnale: i materiali dielettrici sono composti da molecole polarizzate. Queste molecole vibrano nel campo elettrico creato dal segnale variabile nel tempo sulla traiettoria del segnale. This heats up the dielectric material and causes dielectric loss as part of the signal loss. La perdita di segnale aumenta con la frequenza. This loss can be minimized by using materials with lower dissipation factors. To understand the signal performance of PCB traces