Какие материалы commonly используются для печатных плат (PCB)?

Одним из распространённых материалов при производстве печатных плат (PCB) являются медные фольгированные ламинаты (CCL), которые изготавливаются путём пропитки смолы армирующими материалами, такими как бумага из древесной массы или стеклоткань, с последующим нанесением медной фольги на одну или обе стороны и прессованием в процессе горячего прессования. CCL выполняют три ключевые функции: проводимость, изоляция и структурная поддержка, что делает их незаменимым компонентом в электронных устройствах.

Меднофольгированные ламинаты (CCL) классифицируются по механическим свойствам на жёсткие и гибкие типы, а по материалу армирования — на варианты на основе стеклоткани, бумаги и композитные. CCL на основе стеклоткани, армированные стекловолокнистой тканью, отличаются высокой механической прочностью и электрическими характеристиками, что делает их наиболее распространённым типом. Бумажные CCL, в которых в качестве армирующего материала используется бумага, имеют более низкую стоимость, но относительно худшие механические и электрические свойства, и обычно применяются в недорогих электронных устройствах. Композитные CCL объединяют несколько армирующих материалов, таких как стекловолокно и бумага, обеспечивая баланс между стоимостью и эксплуатационными характеристиками.

Более 60% медных фольгированных ламинатов в настоящее время используют лист FR-4 в качестве армирующего материала. Как правило, лист FR-4 использует безщелочную стеклоткань для повышения механической прочности. Ткань пропитана эпоксидной смолой, обладающей отличной адгезией, электрической изоляцией и химической стабильностью.

Система смол состоит в основном из низкобромистой эпоксидной смолы, высокобромистой эпоксидной смолы, модифицированной изоцианатом эпоксидной смолы и фенольной эпоксидной смолы. Изменяя соотношение этих смол, можно достичь различных температур стеклования (значений Tg).

Для обеспечения огнестойкости добавляют бромсодержащие антипирены, такие как трибутилбромфенол A (TBBPA), или не содержащие галогенов антипирены, такие как соединения на основе фосфора и азота.

Используемая медь включает электролитическую медную фольгу или прокатанную медную фольгу, которая служит основным материалом проводящего металлического слоя на поверхности медных фольгированных ламинатов.

RDS Composite предлагает высококачественные FR4 CCL толщиной 12 мкм, 18 мкм или 35 мкм, с основной платой толщиной от 0,2 мм до 3,2 мм.

Каковы особенности FR4 CCL?

Механические свойства: высокая жесткость, отличная устойчивость к изгибу и ударам, хорошие прочность при изгибе и растяжении, способность выдерживать давление при пайке и механические нагрузки во время сборки печатных плат.

Электрические характеристики: диэлектрическая проницаемость стабильна в диапазоне 4,2–4,8 (1 ГГц), низкие диэлектрические потери и высокое сопротивление изоляции, что эффективно снижает затухание сигнала и помехи при высокочастотной передаче.

Термостойкость: стандартный FR-4 имеет температуру стеклования (Tg) 130–150 °C, а FR-4 с повышенной Tg превышает 170 °C, что позволяет выдерживать высокие температуры пайки и демонстрирует отличную устойчивость к термоударам.

Огнестойкость: Соответствует стандарту UL94 V-0, самозатухает в течение 10 секунд после удаления от источника огня и не капает, обеспечивая безопасность электронных устройств.

Стабильность размеров: Коэффициент теплового расширения относительно низкий в направлениях X/Y (приблизительно 13–18 ppm/℃), но несколько выше в направлении Z, что эффективно предотвращает растрескивание между слоями или смещение цепей, вызванное различиями в тепловом расширении при ламинировании многослойных печатных плат.

Фольгированный материал FR-4, благодаря своей экономичности, стабильной изоляции, высокой механической прочности и отличной огнестойкости, является наиболее широко используемым жестким основанием для печатных плат на сегодняшний день. Применяется в ключевых отраслях, включая бытовую электронику, автомобильную электронику, промышленную автоматику и телекоммуникационное оборудование.