Quais são os materiais comuns utilizados em placas de circuito impresso (PCB)?

Um dos materiais comuns na fabricação de placas de circuito impresso (PCB) são as laminadas revestidas de cobre (CCLs), que são fabricadas por meio da impregnação de resina com materiais de reforço como papel de celulose ou tecido de fibra de vidro, seguida da aplicação de folha de cobre em um ou ambos os lados e prensagem através de um processo a quente. As CCLs desempenham três funções essenciais: condutividade, isolamento e suporte estrutural, tornando-as um componente indispensável em dispositivos eletrônicos.

Os laminados revestidos com cobre (CCLs) são classificados em tipos rígidos e flexíveis conforme a propriedade mecânica e, conforme o material de reforço, em variantes baseadas em tecido de fibra de vidro, baseadas em papel e compostas. Os CCLs baseados em tecido de fibra de vidro, reforçados com tecido de fibra de vidro, apresentam excelente resistência mecânica e desempenho elétrico, sendo o tipo mais amplamente utilizado. Os CCLs baseados em papel, que utilizam papel como reforço, oferecem menor custo, mas propriedades mecânicas e elétricas relativamente inferiores, sendo normalmente empregados em dispositivos eletrônicos de baixa performance. Os CCLs compostos integram múltiplos materiais de reforço, como fibra de vidro e papel, para alcançar um equilíbrio entre custo e desempenho.

Mais de 60% dos laminados revestidos de cobre atualmente utilizam a folha FR-4 como material de reforço. Normalmente, a folha FR-4 utiliza tecido de fibra de vidro isento de álcalis para aumentar a resistência mecânica. O tecido é impregnado com resina epóxi, apresentando excelente aderência, isolamento elétrico e estabilidade química.

O sistema de resina consiste principalmente de resina epóxi com baixo teor de bromo, resina epóxi com alto teor de bromo, resina epóxi modificada com isocianato e resina epóxi fenólica. Ajustando a proporção dessas resinas, podem ser obtidas diferentes temperaturas de transição vítrea (valores de Tg).

Para alcançar desempenho retardante de chama, são adicionados retardantes de chama bromados, como o tributil bromofenol A (TBBPA), ou retardantes de chama livres de halogênios, como compostos à base de fósforo e nitrogênio.

Os tipos de cobre utilizados incluem folha de cobre eletrolítico ou folha de cobre laminado, que atuam como material principal da camada metálica condutora na superfície dos laminados revestidos de cobre.

A RDS Composite fornece CCLs FR4 de alta qualidade com espessuras de 12μm, 18μm ou 35μm, e uma espessura da placa base variando entre 0,2 mm e 3,2 mm.

Quais são as características do CCL FR4?

Propriedades mecânicas: Alta rigidez, excelente resistência à flexão e ao impacto, com boa resistência à flexão e tração, capaz de suportar a pressão de soldagem e as tensões mecânicas durante a montagem de PCB.

Desempenho elétrico: A constante dielétrica permanece estável entre 4,2 e 4,8 (1 GHz), com baixa perda dielétrica e alta resistência de isolamento, reduzindo efetivamente a atenuação do sinal e interferências durante a transmissão em alta frequência.

Resistência térmica: O FR-4 padrão possui uma temperatura de transição vítrea (Tg) de 130-150°C, enquanto o FR-4 de alto Tg ultrapassa 170°C, permitindo que suporte altas temperaturas de soldagem e demonstre excelente resistência ao choque térmico.

Retardância à chama: Atende ao padrão UL94 V-0, autoextingue-se dentro de 10 segundos após ser removido da fonte de fogo e não goteja, garantindo a segurança dos dispositivos eletrônicos.

Estabilidade dimensional: O coeficiente de expansão térmica é relativamente baixo nas direções X/Y (aproximadamente 13-18 ppm/℃), mas ligeiramente mais alto na direção Z, prevenindo efetivamente rachaduras entre camadas ou desalinhamento de circuitos causados por diferenças de expansão térmica durante a laminação de PCBs multicamada.

O laminado revestido com cobre FR-4, devido à sua relação custo-benefício, isolamento estável, alta resistência mecânica e excelente retardância à chama, é o substrato rígido para PCB mais utilizado atualmente. É aplicado em setores essenciais como eletrônicos de consumo, eletrônica automotiva, controle industrial e equipamentos de comunicação.