通常,印刷電路板(PCB)的基礎(chǔ)或基底由基材和層壓板組成。不同的基材和層壓材料決定了PCB的性能。因此,為了達(dá)到最佳目的,選擇正確類型的PCB材料至關(guān)重要:
l功能
l長(zhǎng)壽
l成本效益
這些品質(zhì)應(yīng)成為任何PCB設(shè)計(jì)指南的一部分,它們是我們?cè)谙旅嬗懻摃r(shí)會(huì)牢記的品質(zhì)。
不同類型的PCB材料意味著不同的結(jié)果
用于PCB的材料可能會(huì)影響短期和長(zhǎng)期性能,以及承包商的制造能力。就像其他任何東西一樣,您會(huì)得到所需的回報(bào)。當(dāng)您購(gòu)買劣質(zhì)材料而承包商試圖制造木板時(shí)它們卻失敗了,您就不能將其歸咎于承包商。
那么,使用什么呢?PCB基板中常用的材料范圍從FR-1和G-10到PTFE,氧化鋁和Kapton。層壓板由CTE,PTFE,CEM和多種其他化合物配制而成。
當(dāng)高性能不是主要的PCB特性時(shí),輕質(zhì)聚酯等材料可能是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。在這種情況下,選擇輕質(zhì)聚酯至少有兩個(gè)原因,只要它與印刷電子(PE)技術(shù)結(jié)合使用即可。
PE和輕質(zhì)聚酯的優(yōu)點(diǎn)包括:
l更低的成本-輕質(zhì)聚酯減少浪費(fèi),需要更少的處理步驟,并減少了水處理和過濾的需要。
l多功能性-可以使用柔性印刷電路(FPC),但是要達(dá)到使其具有如此高吸引力的“可彎曲性”水平是很昂貴的。帶有輕質(zhì)聚酯的PE以更低的價(jià)格保留了靈活性。
但是,傳統(tǒng)的PCB仍然是高性能應(yīng)用的首選,并且在其創(chuàng)建過程中應(yīng)使用哪種材料來(lái)決定使用哪種材料。例如,PCB:
l處理500MHz和2GHz之間的頻率?
l承受大功率,因此承受高溫嗎?
l復(fù)雜而“密集”?
l在微波級(jí)別或更高級(jí)別管理頻率?
電路板的應(yīng)用在很大程度上決定了在基材和層壓板中使用哪種材料。
什么是TG?
溫度和基板或?qū)訅喊宓奶幚砟芰?duì)于PCB尤為重要。高熱量會(huì)使電路板無(wú)用,因此耐熱性必須高于產(chǎn)生的熱量
Tg或玻璃化溫度是PCB變軟并失去其 良好性能的點(diǎn)。
對(duì)于高性能板,Tg通常高于170°C。標(biāo)準(zhǔn)PCB的Tg為130?C。高的Tg還表明其具有更高的抵抗化學(xué)物質(zhì)和水分的能力。
同樣,指定Tg以匹配所使用的組裝過程也很重要。無(wú)鉛裝配的Tg最低建議為170?C。
當(dāng)您不確定規(guī)格時(shí),某些電子合同制造商將填補(bǔ)空白。例如,我們有客戶說(shuō):“我們想要符合RoHS的PCB ”,但沒有提供Tg規(guī)范。在這種情況下,一些電子制造商會(huì)為客戶弄清楚規(guī)格。
PCB材料選擇準(zhǔn)則
顯然,基材和層壓材料的成本差異很大。但是,從一開始就選擇正確的材料是值得的,而不是要遭受昂貴的PCB故障的恥辱。
以下是一些一般建議,可以作為為特定基材/層壓板應(yīng)用挑選材料的起點(diǎn):
lFR-4廣泛用于標(biāo)準(zhǔn)板。其Tg點(diǎn)為135℃。它還具有高Tg版本(150-210?C),使其適用于高密度用途。
lCEM-1,CEM-2和CEM-3在高密度應(yīng)用中也能很好地工作。CEM-1的Tg為122?C,CEM-2的Tg為125?C,CEM-3的Tg為125?C。
l對(duì)于基材,RF-35的Tg為130?C,使其成為高密度應(yīng)用的候選材料。
l鐵氟龍 (在炊具中眾所周知)的Tg為160?在高頻,微波和大功率板中可能是不錯(cuò)的選擇。
l對(duì)于高頻,大功率和微波應(yīng)用,PTFE可以提供Tg為240-280°C的基材。
l在高功率,高頻和微波情況下,作為基材的聚酰亞胺的Tg為250?C或更高。聚酰亞胺基板是撓性電路的首選,因?yàn)?/span>FR4基板非常堅(jiān)固。除了柔韌性,聚酰亞胺還具有較高的耐溫性,但比FR4貴。
“批準(zhǔn)的當(dāng)量”
如今,明智的做法是與層壓板制造商合作并指定一種材料或“批準(zhǔn)的等效材料”。換句話說(shuō),您向合同制造商提供了一種特定的材料來(lái)使用,但也允許其在必要時(shí)在得到您許可的情況下偏離特定的材料。
用這種方式寫您的協(xié)議很簡(jiǎn)單。一間板房可能會(huì)為您提供高質(zhì)量的替代材料,而另一間板房可能會(huì)為您提供可以找到的最便宜的垃圾。
因此,請(qǐng)盡可能清楚地傳達(dá)您的愿望清單。FR4在幾年前是一個(gè)非常具體的術(shù)語(yǔ)。如今,這是一個(gè)更通用的術(shù)語(yǔ)。除非您暗中信任,否則不要將PCB材料的選擇權(quán)留給制造商。
從這往哪兒走
為PCB應(yīng)用選擇正確的基板和層壓板并不總是那么容易。當(dāng)您進(jìn)入高密度,高頻或微波頻率領(lǐng)域時(shí),質(zhì)量和成本效率之間存在微妙的平衡。
與某些PCB制造商合作將使您免于交叉布線,同時(shí)幫助您減少PCB組裝成本和交貨時(shí)間。“某些”是指根據(jù)需要協(xié)助設(shè)計(jì)階段的承包商。PCB布局和組裝服務(wù)完成的設(shè)計(jì)工作越多,就就您應(yīng)該使用的PCB材料類型提供更好的建議的可能性就越大。
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