Poprední výrobcovia materiálov pre dosky plošných spojov dodávajú tomuto odvetviu vysokokvalitné materiály. Medzi tieto spoločnosti patria Isola, Rogers, Panasonic, Shengyi, ITEQ, Nan Ya Plastics, Kingboard, Doosan a Goldenmax.
Medzi bežné typy materiálov dosiek plošných spojov, ktoré používajú výrobcovia materiálov dosiek plošných spojov pre dosky plošných spojov, patria:
Materiály dosiek plošných spojov FR-4 a sklom vystužené
polyimid
keramický
PTFE
Kovové jadro
Na báze celulózy
Materiál, ktorý si vyberiete, ovplyvňuje fungovanie a funkčnosť každej dosky plošných spojov.
Kľúčové poznatky
Výber správneho materiálu pre dosku plošných spojov je veľmi dôležitý. Ovplyvňuje to, aké jasné sú signály, ako rýchlo sa prenášajú a ako dlho doska vydrží.
FR-4 je najpoužívanejší materiál pre dosky plošných spojov. Nie je drahý. Je pevný a funguje s mnohými elektronickými zariadeniami.
Polyimid sa dá ohýbať a teplo ho nepoškodzuje. Je vhodný na veci, ktoré sa musia ohýbať, ale nesmú sa zlomiť.
Dosky plošných spojov s kovovým jadrom pomáhajú dobre regulovať teplo. Sú potrebné pre silné zariadenia, ako sú LED svetlá a elektronika do auta.
Existujú aj ekologické možnosti výroby dosiek plošných spojov. Materiály ako celulóza sa prirodzene rozkladajú a sú vhodné pre jednoduchú elektroniku.
Dôležitosť výberu materiálu DPS
Elektrický a mechanický vplyv
Výber správneho materiálu pre dosku plošných spojov je veľmi dôležitý. Mení to, ako dobre doska funguje. Elektrické vlastnosti materiálu ovplyvňujú signály. Menia tiež rýchlosť prenosu signálov. Dielektrická konštanta ukazuje, koľko energie dokáže doska udržať. Ak dielektrická konštanta zostane rovnaká, signály zostanú silné. Materiály s nízkou dielektrickou stratou sú vhodné pre rýchle signály. Pomáhajú udržiavať signály čisté a zabraňujú ich zámene. FR-4 sa používa často a má dielektrickú konštantu medzi 4.4 a 4.8. Funguje na mnoho účelov, ale pri vysokých rýchlostiach môže stratiť signály. Vysokofrekvenčné lamináty pomáhajú predchádzať problémom so signálom. Polyimid dobre odoláva teplu a má rôzne dielektrické vlastnosti.
Materiál, ktorý si vyberiete, tiež ovplyvňuje pevnosť dosky. Doska musí odolávať otrasom a nárazom. Niektoré dosky sa musia výrazne ohýbať. Polyimid a PEN sú flexibilné a ľahko sa nelámu. Pevné materiály zabraňujú prasklinám a roztrhnutiu. Viac vrstiev a hrubšie dosky ich robia pevnejšími.
Tip: Správny materiál udržiava signály čisté a zabraňuje poškodeniu dosky plošných spojov.
Mechanická vlastnosť | Popis |
|---|---|
Pružnosť a tuhosť | Zobrazuje, či sa doska plošných spojov môže ohýbať alebo musí zostať pevná. To je dôležité pre dosky, ktoré sa pohybujú. |
Pevnosť v ťahu | Ukazuje, koľko ťahu doska znesie, kým sa nezlomí. To je dôležité pri náročných prácach. |
Počet a hrúbka vrstiev | Viac vrstiev a hrubšie dosky sú zvyčajne pevnejšie. |
Mechanická odolnosť | Zaisťuje, že doska plošných spojov odolá nárazom a vydrží dlho. |
Tepelné a environmentálne hľadiská
Použitý materiál mení spôsob, akým doska zvláda teplo. Dobrá tepelná stabilita znamená, že doska funguje na horúcich miestach. Polyimid skvele zvláda teplo. Materiály s kovovým jadrom odvádzajú teplo od dôležitých častí. Vďaka tomu je doska bezpečná a funkčná.
Materiály musia byť tiež odolné voči vode a chemikáliám. Niektoré, ako napríklad keramika, dobre chránia na náročných miestach. Dosky vonku alebo v továrňach potrebujú pevné materiály. Výber správneho materiálu šetrí peniaze a predlžuje životnosť dosky. Taktiež pomáha doske plošných spojov dobre plniť svoju funkciu.
Rôzne typy materiálov a substrátov plošných spojov
FR-4 a epoxid vystužený sklenenými vláknami
FR-4 je najpoužívanejší materiál pre dosky plošných spojov. Je vyrobený zo skla a epoxidu. Sklenená tkanina je tkaná a pokrytá epoxidovou živicou. Vďaka tomu je materiál pevný a dobrý izolant.
FR-4 je lacný a vhodný na výrobu veľkého množstva elektroniky.
Funguje to dobre pre veci ako telefóny a počítače.
FR-4 zostáva pevný v teple a vydrží dlho.
Epoxid vystužený sklenenými vláknami môže mať špeciálne využitie, ale FR-4 je najlepší pre väčšinu produktov.
Výrobcovia používajú FR-4 pre mnoho typov dosiek plošných spojov. Nachádza sa v jednostranných, viacvrstvových a pevných doskách plošných spojov. Medená vrstva vo FR-4 pomáha pri navrhovaní a výbere medenej fólie.
Poznámka: FR-4 je hlavnou voľbou pre pevné dosky plošných spojov, pretože šetrí peniaze a dobre funguje.
Polyimidové a flexibilné substráty
Polyimid je ďalší dôležitý materiál pre dosky plošných spojov. Je známy svojou flexibilitou a odolnosťou voči teplu. Polyimid sa dokáže ohýbať bez zlomenia, preto sa používa vo flexibilných a tuhých doskách plošných spojov.
Materiál | Hrúbkový rozsah | Prevádzková teplota | Kľúčové aplikácie |
|---|---|---|---|
polyimid | 12.5-125 μm | -55 ° C do + 260 ° C | Letectvo, automobilový priemysel, zdravotníctvo |
Polyimidové dosky plošných spojov fungujú vo veľmi horúcich miestach, až do 260 °C. Pri ohýbaní alebo namáhaní nepraskajú. Flexibilné dosky plošných spojov vyrobené z polyimidu sa používajú v elektronike, autách, lietadlách a lekárskych nástrojoch. Tieto materiály sú odolné, odolávajú teplu a dobre fungujú s elektrinou.
Polyimid je dobrý v boji proti chemikáliám a ohýbaniu.
Používa sa v flexibilných aj tuhých flexibilných doskách plošných spojov.
Polyimid sa vyberá, keď je potrebný ohyb aj pevnosť.
Keramické a vysokofrekvenčné materiály
Keramika je ďalší dôležitý materiál pre dosky plošných spojov. Keramika má dielektrickú konštantu od 3 do 10. Je nižšia ako u FR-4 a PTFE. Je skvelá pre vysokofrekvenčné a mikrovlnné použitie.
Typ materiálu | Dielektrická konštanta | Rozsah tangensu dielektrických strát |
|---|---|---|
Keramické PCB | 3 na 10 | Nižšia ako FR-4 a PTFE |
FR-4 | 4.3 - 4.8 | 0.001 - 0.005 |
PTFE | 2.1 0.04 ± | 0.0001 - 0.002 |
Keramické dosky plošných spojov umožňujú šírenie signálov rovnakým spôsobom vo všetkých smeroch. Tiež dobre odolávajú teplu a dajú sa vyrábať pri vysokých teplotách. Vďaka týmto vlastnostiam je keramika vhodná pre rádiofrekvenčné zariadenia, mikrovlnné rúry, 5G a malé zariadenia.
Tip: Keramika je najlepšia pre vysokofrekvenčné obvody, kde chcete mať veľmi malú stratu signálu.
PTFE (teflón) a dielektrické materiály
PTFE alebo teflón je špeciálny materiál pre dosky plošných spojov. Používa sa pre vysokofrekvenčné konštrukcie. PTFE má veľmi nízku dielektrickú konštantu, približne 2.1, a nízky tangens strát. To znamená, že signály sa pohybujú takmer bez strát.
Majetok | PTFE (teflónová doska plošných spojov) | FR-4 PCB |
|---|---|---|
Typická Dk (1 MHz – 10 GHz) | 2.1 0.04 ± | 4.3 - 4.8 |
Stabilita Dk vs. frekvencia | Takmer plochá | Mierny nárast |
Náklady | Drahý | Cenovo dostupné |
použitie | RF, mikrovlnné rúry, letecký priemysel | Spotrebná elektronika |
Dosky plošných spojov z PTFE (PTFE) zostávajú stabilné od -200 °C do +260 °C. Nepoškodzujú sa chemikáliami ani vodou. PTFE je drahší a jeho výroba je ťažšia ako u FR-4. Používa sa v leteckom, rádiofrekvenčnom a mikrovlnnom priemysle.
PTFE má nízke straty signálu, odoláva teplu a chemikáliám.
Nie je taký pevný ako FR-4 a v pevných doskách plošných spojov môže potrebovať dodatočnú oporu.
Kovové jadro a odvod tepla
Materiály na výrobu dosiek plošných spojov s kovovým jadrom pomáhajú odvádzať teplo. Tieto materiály používajú kovový základ, ako je hliník alebo meď, na odvádzanie tepla od horúcich častí. To je dôležité pre výkonné zariadenia.
Dosky plošných spojov IMS odvádzajú teplo oveľa lepšie ako FR-4. Kovové jadro slúži ako chladič a udržiava dosku plošných spojov chladnú. To je lepšie ako FR-4, ktorá často potrebuje ďalšie chladiče.
Využitie | Výhody |
|---|---|
LED osvetlenie | Znižuje teplotu o 20 – 30 °C, čím predlžuje životnosť svetiel. |
Automobilová elektronika | Zvláda teplo a trasenie, čím pomáha autám spotrebovať menej paliva. |
Výkonová elektronika | Udržiava veci v chode aj pri vysokom prúde a teple. |
Priemyselné zariadenia | Dobre reguluje teplo, takže sa stroje neprehrievajú. |
Consumer Electronics | Vďaka nemu sú malé a výkonné zariadenia bezpečnejšie a vydržia dlhšie. |
Dosky plošných spojov s kovovým jadrom sa používajú v LED svetlách, autách, elektrickom náradí a strojoch. Na rýchly odvod tepla používajú medené vrstvy. Vďaka tomu sú dobrou voľbou pre úlohy, ktoré vyžadujú silnú reguláciu tepla.
Materiály na báze celulózy a kompozitné materiály
Dosky plošných spojov na báze celulózy a kompozitné dosky plošných spojov sú šetrné k životnému prostrediu. Sú vyrobené z prírodných vlákien a živíc, ktoré sa rozkladajú. Sú ekologickejšou voľbou namiesto FR-4.
Typ materiálu | Mechanické vlastnosti | Environmentálna udržateľnosť |
|---|---|---|
Celulózový substrát PCB | Pevnosť v ohybe do 100 MPa | Biologicky odbúrateľná, kvalitná elektrická izolácia (10 – 15 kV/mm) |
Kompozity PLA/ľanu | Spoľahlivý štrukturálny výkon do 200 °C | Ekologický, odolný voči ohňu |
Celulózové dosky plošných spojov sa môžu rozkladať vo vode, takže sa dajú recyklovať. Používajú sa v jednoduchých doskách plošných spojov a niektorých viacvrstvových prevedeniach. Sú drahšie ako FR-4 a kvôli vode nefungujú tak dobre s mnohými vrstvami. Tieto materiály sú najlepšie pre ekologické projekty.
Poznámka: Kompozitné materiály ako PLA/ľan sú pevné a odolné voči ohňu, ale stoja viac ako FR-4.
Každý materiál pre dosku plošných spojov má svoje silné stránky. Výber toho správneho závisí od ceny, tepla, ohybu a prostredia. Znalosť týchto typov pomáha ľuďom vybrať si najlepšiu dosku plošných spojov pre ich potreby.
Hlavní výrobcovia materiálov pre dosky plošných spojov
Skupina Isola
Spoločnosť Isola Group vyrába materiály pre dosky plošných spojov . Predávajú lamináty a prepregy na výrobu dosiek plošných spojov. Produkty spoločnosti Isola sa používajú v autách, telefónoch a továrňach. Ich materiály dobre odolávajú teplu a fungujú s elektrinou.
Rogers Corporation
Spoločnosť Rogers Corporation je známa novými nápadmi v oblasti materiálov pre dosky plošných spojov (PCB). Vyrobila lamináty RO4730G3 s technológiou dutých guľôčok. Tieto lamináty sú ľahké a odolné voči ohňu. Používajú špeciálnu medenú fóliu a majú dielektrickú konštantu 3.0. RO4730G3 je ľahší ako PTFE a používa sa v anténach pre 4G a 5G. Spoločnosť Rogers tiež vyrobila RO4830 Plus pre dosky plošných spojov s milimetrovými vlnami. Tieto sa používajú v senzoroch automobilových radarov. RO4830 Plus udržiava silný signál a nestráca veľa signálu. Funguje s epoxidom/sklom a neobsahuje PFAS.
Elektronické materiály Panasonic
Panasonic je veľké meno v oblasti materiálov pre dosky plošných spojov. Vyrába mnoho typov laminátov pre rýchle a vysokofrekvenčné signály. Materiály spoločnosti Panasonic sa používajú v telefónoch, autách a strojoch. Ich produkty sú bezpečné a vydržia dlho.
Technológia Shengyi
Spoločnosť Shengyi Technology je popredným dodávateľom dosiek plošných spojov. Ponúkajú mnoho produktov pre rôzne potreby.
Produktové rady | použitie |
|---|---|
CCL | Používa sa v jednostranných a obojstranných doskách plošných spojov |
prepreg | Používa sa vo viacvrstvových doskách |
Izolačné dosky | Používa sa v mnohých elektronických zariadeniach |
CCL na báze kovu | Používa sa vo špičkovej elektronike |
Meď s živicovým povlakom | Používa sa v domácej a automobilovej elektronike |
Krycie materiály | Používa sa v prenosnej elektronike |
Materiály spoločnosti Shengyi majú globálne certifikácie a fungujú v mnohých zariadeniach.
Spoločnosť ITEQ
Spoločnosť ITEQ Corporation vyrába materiály pre dosky plošných spojov (PCB) pre celý svet. Zameriava sa na vysokofrekvenčné a bezhalogénové lamináty. Produkty spoločnosti ITEQ sa používajú v telefónoch, autách a strojoch. Ich materiály pomáhajú udržiavať signály čisté a regulujú teplo.
Nan Ya Plastics
Spoločnosť Nan Ya Plastics je lídrom v oblasti materiálov pre dosky plošných spojov (PCB). Vyrába lamináty a prepregy s medeným povlakom pre dosky plošných spojov. Materiály spoločnosti Nan Ya sa nachádzajú v počítačoch, telefónoch a inej elektronike. Ich produkty sú pevné a chránia elektrinu.
Kingboard
Kingboard je veľký výrobca materiálov na dosky plošných spojov v Ázii. Vyrába lamináty, prepregy a izolačné dosky. Materiály spoločnosti Kingboard sa používajú v mnohých elektronických výrobkoch. Ich produkty šetria peniaze a vydržia dlho.
Doosan
Spoločnosť Doosan je dôležitá na trhu s materiálmi pre dosky plošných spojov. Vyrába lamináty pre domácu elektroniku a čipy. Doosan tiež vyrába sieťové dosky pre telefóny a počítače. Ich lamináty s medeným povlakom sú ekologické a neobsahujú halogény. Lamináty od spoločnosti Doosan fungujú v pokročilej elektronike s mnohými vrstvami.
Goldenmax
Goldenmax je rastúca spoločnosť zaoberajúca sa materiálmi pre dosky plošných spojov. Vyrábajú lamináty s pomedením a prepregy pre dosky plošných spojov. Materiály spoločnosti Goldenmax sa používajú v počítačoch, autách a strojoch. Ich produkty fungujú dobre a pomáhajú šetriť peniaze.
Sprievodca výberom materiálu pre plošné spoje
Hodnotenie požiadaviek na aplikáciu
Výber správneho materiálu pre dosku plošných spojov znamená vedieť, čo váš projekt potrebuje. Každý projekt je iný a má svoje vlastné potreby. Tu je niekoľko krokov, ktoré vám pomôžu zistiť, čo je potrebné:
Skontrolujte, či doska plošných spojov dokáže použiť vysoké napätie. Niektoré materiály zabraňujú problémom, ako je iskrenie a porucha.
Pri konštrukciách s rádiofrekvenčným (RF) zameraním vyberte materiál, ktorý minimalizuje stratu signálu.
Ak bude vaša doska plošných spojov rýchla, nájdite materiály s nízkym disipačným faktorom.
Premýšľajte o tom, koľko tepla bude doska plošných spojov prechádzať. Materiály s dobrou tepelnou stabilitou fungujú lepšie na horúcich miestach.
Skontrolujte mechanickú pevnosť. Niektoré projekty vyžadujú materiály, ktoré sa dokážu ohnúť alebo odolávať namáhaniu.
Pozrite sa na kroky procesu, ako je vŕtanie alebo spájkovanie, aby ste sa uistili, že ich materiál zvládne.
Tip: Vždy si vyberte materiál, ktorý vyhovuje elektrickým, tepelným a pevnostným potrebám vašej dosky plošných spojov.
Porovnanie vlastností materiálov
Keď už viete, čo vaša doska plošných spojov potrebuje, pozrite sa na vlastnosti rôznych materiálov. Na zistenie dôležitých faktov použite technické listy. Zamerajte sa na tieto hlavné vlastnosti:
Dielektrická konštanta a tangens uhla strát pre dobré signály.
Tepelná vodivosť na odvádzanie tepla.
Koeficient tepelnej rozťažnosti pre zmeny veľkosti v dôsledku tepla.
Teplota skleného prechodu, ktorá určuje, koľko tepla materiál dokáže absorbovať.
Majetok | Popis |
|---|---|
Dielektrická konštanta (Dk) | Riadi rýchlosť pohybu signálov a impedanciu. |
Faktor rozptylu (Df) | Zobrazuje, koľko signálu sa stratilo. |
Tepelná vodivosť | Ukazuje, ako dobre sa teplo prenáša materiálom. |
Teplota skleného prechodu | Ukazuje, koľko tepla materiál znesie. |
CTE | Meria, o koľko materiál rastie vplyvom tepla. |
Hodnotenie ponúk výrobcov
Nie všetci výrobcovia materiálov na dosky plošných spojov sú rovnakí. Na výber toho najlepšieho pre váš projekt použite tieto faktory:
Kritériá | Popis |
|---|---|
Normy kvality a certifikácie | Hľadajte normy ISO 9001 alebo IPC. Tieto normy ukazujú, že výrobcovi záleží na kvalite. |
Zákaznícka podpora | Dobrá podpora pomáha rýchlo riešiť problémy. |
Adresa | Miestni výrobcovia môžu doručovať rýchlejšie. Zahraniční výrobcovia môžu byť lacnejší. |
Štruktúra ceny | Skontrolujte všetky náklady, nielen cenu za každú dosku plošných spojov. |
Reputation | Prečítajte si recenzie, aby ste zistili, či je výrobca spoľahlivý. |
Poznámka: Dobrý výrobca vám pomôže vybrať správny materiál a bude vás podporovať počas procesu výroby dosky plošných spojov.
Výber najlepšieho materiálu a výrobcu pre dosky plošných spojov je veľmi dôležitý. Pomáha to zabezpečiť pevnosť a bezpečnosť elektroniky. Veľké spoločnosti ako Isola, Rogers a Panasonic predávajú materiály ako FR-4, polyimid a keramiku. Mali by ste zvážiť veci, ako je teplota skleného prechodu, disipačný faktor a pevnosť materiálu. Vždy si pozrite technické listy, kde nájdete ďalšie informácie. Nasledujúca tabuľka vysvetľuje, prečo sú tieto veci dôležité:
Materiálne vlastníctvo | Význam v dizajne PCB |
|---|---|
Dielektrická konštanta (Dk) | Ovláda rýchlosť a načasovanie signálu |
Stratová tangenta (Df) | Znižuje stratu signálu |
Tepelné/mechanické vlastnosti | Udržuje dosky v bezpečí aj pri namáhaní |
Materiálová kompatibilita | Zabezpečuje bezproblémovú výrobu |
Pre dosiahnutie najlepších výsledkov požiadajte o pomoc odborníkov a pred rozhodnutím si prečítajte technické príručky.
Často kladené otázky
Aký je najbežnejší materiál pre dosky plošných spojov?
FR-4 je najbežnejší materiál pre dosky plošných spojov. Používa sklenené vlákno a epoxidovú živicu. FR-4 sa dobre hodí pre mnoho elektronických zariadení, pretože je pevný a cenovo dostupný.
Prečo niektoré dosky plošných spojov používajú kovové jadrá?
Kovové jadrá pomáhajú odvádzať teplo od dôležitých častí. Vďaka tomu zostáva doska plošných spojov chladná a bezpečná. Dosky plošných spojov s kovovým jadrom fungujú najlepšie v LED svetlách a napájacích zariadeniach.
Ako si vybrať správny materiál pre dosky plošných spojov?
Skontrolujte si potreby vášho projektu.
Pozrite sa na teplotu, silu a rýchlosť signálu.
Prečítajte si technické listy od výrobcov.
Ak si nie ste istí, opýtajte sa odborníkov.
Sú k dispozícii ekologické materiály pre dosky plošných spojov (PCB)?
Áno, niektoré PCB používajú celulózu alebo rastlinné materiály. Tieto sa ľahšie rozkladajú a pomáhajú chrániť životné prostredie. Najlepšie fungujú pre jednoduchú elektroniku.
