Печатная плата (PCB) теперь считается строительным блоком в электронной промышленности. Она использует все типы малой электроники, например, калькуляторы, для более масштабных устройств, проектов и машин.

Структура печатной платы определяет диапазон проектов и устройств, для которых она подходит. Она основана на типах материалов, используемых в печатной плате, которые помогают использовать платы в конкретных приложениях.

Печатная плата доска Структура имеет шелкографию, паяльную маску, медь и подложку. Поверх этого настраиваются слои проводников для соединений компонентов.

Для создания печатной платы используются различные материалы, которые определяют производительность, срок службы и качество проектов, в которых она будет использоваться.

Здесь мы обсудим различные типы материалов, используемых для печатных плат, которые имеют различные характеристики и влияют на характеристики плат. Давайте начнем.

Каковы основные компоненты печатной платы?

Здесь перечислены основные компоненты печатных плат.

  •  Подложка (базовый материал)

  •  Медный слой

  •  паяльной маски

  •  Шелкография

  •  Проводящий путь

Нельзя отрицать важность всех компонентов печатной платы, и каждый из них имеет свое значение для работы печатной платы.

 Подложка (базовый материал)

Базовые материалы обычно изготавливаются на основе эпоксидной смолы и используются в смеси с медной фольгой.

Подложки печатных плат или базовые материалы являются основными компонентами печатной платы, где конфигурируются все остальные компоненты печатной платы. Они работают как основа схем и обеспечивают необходимую механическую поддержку для компонентов, подключенных на плате.

Различные базовые материалы обладают характеристиками, которые помогают сделать плату надежной и хорошо работающей в подключенных устройствах. Таким образом, правильное использование базовых материалов определяет точную производительность структуры платы.

Материалы подложки также помогают найти физические характеристики доски. Например, если жесткие материалы используются для повышения прочности доски, то гибкая основа делает доску гибкой и может легко сгибаться.

 Медный слой

На подложку наносятся медные слои. В зависимости от типа печатных плат медное покрытие наносится на односторонние платы с одной стороны, а на многослойные платы — более чем с одной стороны.

Эти медные слои используются для передачи электрических сигналов или токов между различными компонентами, подключенными к платам, такими как транзисторы, диоды, катушки индуктивности и т. д. После получения сигналов от этих слоев подключенные компоненты выполняют свои соответствующие функции.

 паяльной маски

Паяльная маска — это защитный полимерный слой, нанесенный на медные слои. Она известна как LPISM или жидкая фотовоображаемая паяльная маска. Ее основная функция — защищать медные слои от взаимодействия друг с другом и изолировать их от возникновения коротких замыканий.

Этот слой также защищает платы от различных факторов окружающей среды, таких как окисление и образование перемычек припоя.

 Шелкография

Шелкография — это слой, выполненный с помощью следов чернил, который помогает находить различные соединения компонентов, части плат, символьные обозначения компонентов и другие детали связанных проектов.

Другое название шелкографии — это номенклатура платы. Шелкография наносится на сторону, где подключаются компоненты, но на некоторых платах ее можно увидеть и на стороне пайки.

 Проводящий путь

На поверхность печатной платы с одной или с двух сторон, в зависимости от конструкции, наносятся медные токопроводящие дорожки. Поверх токопроводящих дорожек наносится паяльная маска, которая защищает проводники от воздействия любых факторов окружающей среды.

Каковы наиболее распространённые материалы для печатных плат?

Существуют различные типы материалов, используемых для печатных плат на основе типов печатных плат и требований проекта. Обычно используемые материалы.

 FR-4

FR4 означает огнестойкий материал, широко используемый для печатных плат. Это недорогой материал с высокой диэлектрической прочностью и изоляционными свойствами.

FR4 — это армированный стекловолокном ламинированный лист Epxoy, а Epxoy обладает погодоустойчивыми и огнестойкими свойствами. Он также обеспечивает высокую прочность на разрыв.

Благодаря своим экономически эффективным характеристикам он совместим с различными производственными процессами, которые предпочтительны для изготовления печатных плат.

Значение коэффициента рассеяния для этого материала составляет около 0.015–0.025, а значение диэлектрической проницаемости — от 4.2 до 4.8. Эти значения могут варьироваться в зависимости от технологии производства.

Температура стеклования этого материала составляет 105-130 С.

 Высокотемпературные материалы

Высокотемпературные материалы, также известные как High Tg, предназначены для работы в различных температурных условиях. Тип используемого материала считается высокотемпературным, если значение Tg превышает 150 градусов.

Наиболее часто используемыми высокотемпературными материалами для печатных плат являются керамические подложки и полиимиды.

Высокотемпературное значение для полиимидного материала составляет около 280°C - 350°C. Они также имеют меньшие коэффициенты теплового расширения, которые контролируют расслоение во время термоциклирования.

Алюминий и нитрид алюминия — это материалы на основе керамики, которые используются для создания печатных плат. Они обладают высокой теплопроводностью, что способствует эффективному рассеиванию тепла и способствует низкому выделению тепла от подключенных компонентов на плате.

 Гибкие материалы

Основная цель создания гибких материалов — это использование в приложениях, где жесткие платы не обеспечивают гибких функций, сохраняя при этом электрические характеристики. Поэтому гибкие материалы используются в различных приложениях, таких как авиационная промышленность, медицинские приборы и т. д. Наиболее распространенным гибким материалом является полиэстер.

Полиэфирный материал, также известный как полиэтилентерефталат (ПЭТ), используется для изготовления печатных плат, поскольку он обеспечивает хорошие электрические характеристики и устойчив к коррозии и влаге.

 Материалы металлического сердечника

Материалы печатных плат с металлическим сердечником используются вместо материалов FR4 для приложений, где требуются хорошие тепловые характеристики. Эти материалы обладают характеристиками, позволяющими справляться с теплом, выделяемым при работе различных мощных компонентов на плате, таких как светодиодные лампы, которые выделяют тепло во время работы, для управления эффектами нагрева на используемых металлических сердечниках печатных плат.

Наиболее часто используемый металл для металлических сердечников плат — алюминий, но в некоторых приложениях также используется медь. Основное применение алюминия в качестве заменителя меди — его низкая стоимость.

Металлическое ядро ​​переносит тепло от критических подключенных компонентов к слабонагревающимся областям. Поверхность плат металлизированного ядра имеет проводящие, тепловые и металлические слои подложки.

Основными типами печатных плат с металлическим сердечником являются:

·   Однослойная MCPCB

·   COB MCPCB

·   Двухслойный MCPCB

·   Двусторонний MCPCB

·   Многослойная MCPCB

Каковы свойства материала печатной платы??

Здесь перечислены основные свойства, которые необходимо проверить перед выбором материалов для печатных плат.

Диэлектрическая постоянная

Диэлектрическая проницаемость — это фактор, определяющий способность выбранного материала сохранять энергию в форме электрического поля.

Значение Dk показано в числовой форме. Этот фактор повлиял на электрические характеристики платы. Он определяет значение относительной диэлектрической проницаемости материала, используемого для печатных плат на основе вакуума.

Материал с низкой диэлектрической проницаемостью используется в высокочастотных проектах для быстрого распространения сигнала.

Значение DK для различных материалов следующее.

·   FR4: 4.2–4.8

·   Полиимид: от 3.2 до 3.6

·   жидкокристаллический полимер (ЖКП): 2.9.

Коэффициент рассеивания

Этот фактор объясняет потери электроэнергии для материала и также известен как тангенс угла потерь. Он объясняет накопление энергии материалом. Этот фактор учитывается для радиочастотных цепей. Значение коэффициента рассеяния для материалов FR4 составляет 0.015.

Теплопроводность

Теплопроводность материалов является существенным фактором для проектов, где используются высокомощные компоненты.

Поскольку он не поддается оценке способности материалов рассеивать тепло, вырабатываемое подключенными компонентами на борту во время работы, единицей измерения этого фактора является Ватт на метр-кельвин (Вт/мК). Он обозначается как К или TC.

Это основной фактор, который определяет теплоотводящие свойства печатной платы. Материал с высоким значением TC будет рассеивать больше тепла и обеспечивать хорошую работу плат.

Значение теплопроводности алюминия составляет около 1 Вт/мК-3 Вт/мК, поэтому он имеет хорошие характеристики TC. Для сравнения, FR4 имеет низкую теплопроводность около 0.3 Вт/мК, поэтому он сталкивается с трудностями в рассеивании тепла.

Механическая прочность

Выбранные для печатных плат материалы должны обладать определенными механическими свойствами для надлежащей работы, такими как способность легко выдерживать нагрузки, гибкость и жесткость.

Перед выбором материалов убедитесь, что они легко выдерживают удары или вибрацию, если они используются в условиях высокого давления и механических усилий.

КТР

КТР — это коэффициент теплового расширения материалов, проявляющих свойства при нагревании. Значение КТР должно быть в ограниченном диапазоне, чтобы избежать повреждения материалов, поскольку если материалы быстро расширяются при повышении температуры, они будут повреждены.

Электрическая прочность

Способность материалов выдерживать электрические срывы называется электрической прочностью. Значение электрической прочности измеряется в вольтах.

О PCBasic

Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый  - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.

Как выбрать правильный материал печатной платы?

Выбранные материалы для печатной платы обладают надлежащими характеристиками управления теплом, поскольку эта характеристика лучше всего подходит для более длительной работы. Если выбранные материалы не рассеиваются должным образом, тепло повлияет на работу подключенных компонентов и снизит эффективность устройств. Лучший метод, используемый для контроля коэффициента нагрева на платах, — это использование радиаторов или материалов, выбранных из металла, который может рассеивать тепло.

Стоимость материала

Стоимость изготовления печатной платы основана на выбранных материалах для платы. Стоимость материалов основана на конструкции платы и нескольких слоях. Если для создания платы используются специальные типы материалов, это также увеличит стоимость. Увеличение количества слоев в плате также делает ее дороже. Высокочастотные материалы дороги. Но попробуйте использовать хорошие материалы, которые помогут вашему проекту и подключенным устройствам работать дольше.

Технологии производства

Производственные технологии также являются основными факторами для использования хорошего материала печатной платы. Существует две общие технологии, используемые для производства печатных плат: технология сквозного монтажа или поверхностного монтажа (SMT). Выбранные материалы должны быть совместимы с этими методами, чтобы они обеспечивали хорошие характеристики управления напряжением.

Печатные платы в настоящее время являются частью почти всех отраслей промышленности в мире и используются для создания различных типов проектов и устройств. Поэтому надежность печатных плат должна поддерживаться. Для надежных и долговечных печатных плат необходимы стандартные и высококачественные материалы, которые могут легко соответствовать требованиям печатных плат для специальных проектов. В печатных платах используются различные типы материалов, такие как FR4, который является наиболее распространенным, а также некоторые другие - полиимид, полиэстер и некоторые металлы. Качественные материалы должны обладать характеристиками, обеспечивающими хорошие тепловые характеристики, механические характеристики и коэффициенты рассеивания тепла, а также выдерживать различные условия окружающей среды, такие как факторы окисления и коррозии. Материал должен быть экологически чистым, не вредным для человека и легко перерабатываемым. Выбор материалов должен основываться на требованиях проекта и схемы.