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電子設計
PCB設計に及ぼす熱的・電気的特性の影響
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PCB設計に及ぼす熱的・電気的特性の影響

PCB設計に及ぼす熱的・電気的特性の影響

2021-11-11
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Author:Downs

を選択する PCB材料, 材料が全体的なパフォーマンスに影響するので、あなたのデザインのために正しい選択をすることは重要です. 理解してどのように熱と電気特性は、製造段階に入る前に、あなたのデザインに影響を与える時間とお金を節約することができます最高の結果を達成しながら.

PCB材料選択:積層のための考察

PCB材料の選択電気および製造の考察

PCBスタッキング

PCBスタック構造は 多層PCB 連続した順序で. 積層体は、磁気コア1からなる, プリプレグと銅箔. 一般に, スタッキングは対称です. ほとんどの製品の板厚は.

どのような材料は、回路基板に使用される?

PCB材料の選択電気および製造の考察

PCB材料:箔,コアおよびプリプレグ

プリント基板の製造には以下の3点を使用する。

Prepreg:Bステージ材料は、粘着性であり、異なるラミネートまたは箔の接合を可能にする

銅箔:PCBの導体として使用。

PCBボード

銅張積層板(コア):プリプレグと銅箔でラミネートし、硬化させる。

誘電体材料の基本特性

PCB積層体は誘電体材料であることを知っている。積層体を選択する場合には,誘電体材料の種々の特性を考慮する必要がある。以下のようになります:

熱性能の電気特性

ガラス転移温度(Tg)誘電率(DK)

損失温度(TD)損失正接度または損失係数(tan=またはdf)

熱伝導率

熱膨張係数

熱性能:

ガラス転移温度(T g):ガラス転移温度またはTは、ポリマー鎖がより移動性になるときに、基板がガラス状、剛性状態から軟化変形可能な状態まで変化する温度範囲である。材料が冷却するとき、その特性は元の状態に戻るでしょう。T gは摂氏度(℃)で表される。

分解温度(t d):分解温度またはTは、PCB材料が化学的分解を受ける温度(材料は、その質量の少なくとも5 %を失う)である。T Gと同様に、Tは、摂氏度(℃)で表される。

熱伝導率(k):熱伝導率またはKは、熱を伝導する材料の特性である低い熱伝導率は低い熱伝達を意味します、そして、高い伝導率は高い熱伝達を意味します。熱伝達率は摂氏1度あたりのワット当たり(ワット/m°C)で測定した。

熱膨張係数(cte):熱膨張係数またはcteは加熱時のpcb材料の膨張率である。CTEは、摂氏1度あたり100万部(ppm)で表されます。材料の温度がT gを越えると、CTEも上昇する。基板のCTEは、通常、PCBが加熱されるときに相互接続の問題を引き起こす可能性がある銅のそれよりも高い。

電気的特性

誘電率(e rまたはd k):材料の誘電率を考慮すると,信号の完全性とインピーダンスを考慮することは非常に重要であり,これは高周波電気性能の重要な因子である。ほとんどのPCB材料のErは2.5〜4.5の範囲である。

データシートの値は、材料の特定の(通常50 %)樹脂含有率に対してのみ有効である。コア材料またはプリプレグの実際のパーセンテージは組成によって変化するので、D kは変化する。押出しプリプレグの銅の割合と厚さは、最終的に媒体高さを決定する。誘電率は一般に周波数の増加と共に減少する。

損失正接(tanτ)または損失係数(d f):損失正接または損失係数は、誘電体の抵抗電流と無効電流との間の位相角の正接である。誘電損失は、Dの値が増加するにつれて増加する。D値の低い値は「高速」基板をもたらすが、大きな値は「遅い」基板をもたらす。周波数でわずかに増加する非常に低いd f値を持つ高周波材料では,その周波数変化は非常に小さい。値範囲は0.001〜0.030である。

PCB材料選択:基本カテゴリー

基本的なPCB材料のカテゴリは以下の通りです。

通常速度と損失

適度な速度と損失

高速・低損失

超高速・超低損失( RF /マイクロ波)

通常の速度と損失:通常の速度材料は、最も一般的なPCB材料FR - 4シリーズです。誘電率(d)と周波数応答は非常に平坦ではなく,より高い誘電損失を有する。したがって、それらの適用性は、数GHzのデジタル/アナログ用途に限定される。この材料の例は、アイソレータ370 hrである。

中程度の速度と損失:中程度の速度材料は、平らなD K対周波数レスポンスカーブを持ちます、そして、誘電損失は通常の速度材料のおよそ半分です。これらは、最高10 GHzにふさわしいです。この材料の例はNelco N 7000 - 2 HTです。

高速・低損失:これら PCB製造 材料はまた、平坦なD. 他材料と比較, 彼らはまた、より有害な電気ノイズを生成する. この材料の例は、Isola I - Speedです.