Papan Litar Diperbuat Daripada Apa? Panduan Pembuat PCB untuk Bahan Papan

Tanya kebanyakan jurutera dari apa papan litar diperbuat daripada dan anda akan mendapat satu perkataan kembali: gentian kaca. Jawapan itu betul, tetapi ia hanya merangkumi lapisan pertama cerita yang lebih panjang. Papan litar bercetak ialah timbunan bahan yang direka bentuk dengan teliti, dan setiap satu daripadanya perlu mendapat tempatnya. Substrat memberikan papan badannya dan penebat elektriknya, tembaga membawa arus, topeng pateri melindungi permukaan, dan kemasan terakhir memastikan tembaga boleh dipateri selama bertahun-tahun.

Kami telah membuat fabrikasi papan di kemudahan Guangde kami sejak 2013, daripada panel satu sisi ringkas sehingga susunan 32 lapisan, jadi kami cenderung untuk menjawab soalan ini seperti yang dilakukan oleh fabrikasi. Persoalan sebenar bukanlah dari apa PCB dibuat secara umum, tetapi gabungan bahan manakah yang akan bertahan dalam persekitaran produk anda untuk jangka hayatnya.

Bahan Teras Papan Litar

Buang jargon dan hampir setiap papan dibina daripada senarai pendek bahan yang sama:

• Substrat: asas penebat, biasanya tenunan gentian kaca yang diikat dengan resin epoksi.
• Kerajang tembaga: dilaminasi pada substrat dan terukir pada kesan, pad dan satah.
• Penyaduran: tembaga, dan kadangkala timah atau emas, disimpan di dalam lubang yang digerudi untuk menghubungkan lapisan.
• Topeng pateri: salutan berwarna yang meliputi segala-galanya kecuali pad yang anda perlukan untuk pateri.
• Silkscreen: legenda bercetak yang mengenal pasti komponen dan penunjuk rujukan.
• Kemasan permukaan: lapisan logam nipis atau organik yang menghalang kuprum terdedah daripada teroksida.

Setiap bahan ini boleh ditukar, dinaik taraf, atau dipekatkan, dan setiap penggantian mengubah kos, kebolehkilangan dan kebolehpercayaan medan pada masa yang sama.

Substrat: Kain Kaca, Resin, dan Alternatifnya

Standard FR-4 bermula dengan kain kaca tenunan. Kain itu diresapi dengan resin epoksi dan sebahagiannya diawetkan menjadi lembaran yang dipanggil prepreg, kemudian disusun dan ditekan di bawah haba dan tekanan sehingga resin mengalir dan mengeras. Hasilnya adalah tegar, stabil dari segi dimensi, dan penebat yang sangat baik: kaca membekalkan kekuatan mekanikal manakala resin mentakrifkan tingkah laku elektrik dan haba.

Dari titik permulaan itu keluarga bercabang dengan cepat:

• FR-4 dalam gred standard, Tg tinggi dan bebas halogen, kuda kerja industri.
• CEM-1 dan CEM-3, epoksi komposit dengan teras kaca bukan tenunan untuk produk sensitif kos.
• FR-1 dan FR-2, lamina berasaskan kertas digunakan dalam papan satu sisi kos sangat rendah.
• Filem polimida, asas fleksibel untuk FPC dan reka bentuk fleksibel tegar yang perlu dibengkokkan.
• PTFE dan lamina hidrokarbon berisi seramik, dipilih apabila kehilangan isyarat mesti kekal rendah pada frekuensi gigahertz.

Kebanyakan pertukaran penting hidup dalam sistem resin dan bukannya tembaga. Suhu peralihan kaca, suhu penguraian, pemalar dielektrik, dan penyerapan lembapan semuanya berasal dari kimia lamina.

OSP PCB Dua Sisi PCB FR4 menggunakan substrat gentian kaca resin epoksi, menawarkan kekuatan mekanikal yang sangat baik, rintangan suhu tinggi dan sifat penebat elektrik. Mereka a... Lihat Produk →

Papan FR-4 bermuka dua dengan kemasan OSP ialah contoh setiap hari: lamina standard, ketebalan standard dan kemasan yang sesuai dengan pematerian aliran semula volum tinggi tanpa menambah kos.

Tembaga: Bahagian Yang Membawa Arus

Kuprum adalah bahan penting kedua. Kerajang ditentukan mengikut berat, dan penukaran itu patut dihafal: satu auns kuprum yang tersebar di atas satu kaki persegi adalah kira-kira 35 mikron tebal. Reka bentuk digital nada halus biasanya berjalan pada kerajang separuh auns atau satu auns, papan kuasa meningkat sehingga dua auns, dan kerja tembaga berat meningkat kepada tiga auns dan seterusnya.

Tembaga muncul di lebih banyak tempat daripada kesan yang boleh dilihat. Semasa fabrikasi, kuprum tambahan disadur elektrik ke dalam setiap lubang yang digerudi untuk membentuk dinding tong berterusan, dan lapisan luar disalut corak sebelum mengetsa. Kualiti penyaduran itu, bukan hanya ketebalannya, menentukan sama ada via bertahan dengan kitaran haba berulang.

Apabila permintaan semasa meningkat, jawapannya selalunya lebih tembaga daripada lebih luas papan. Pembinaan tembaga berat menyebarkan beban merentasi lapisan dalam, yang memastikan kenaikan suhu terkawal tanpa sink haba luaran.

Kuprum 14 Lapisan PCB Tembaga Tebal menggunakan kerajang kuprum ultra-tebal antara 3oz hingga 20oz, mempunyai kapasiti pembawa arus yang luar biasa (melebihi 100A) dan rintangan suhu tinggi ... Lihat Produk →

Apabila Fiberglass Adalah Pilihan Yang Salah

FR-4 menjawab kebanyakan soalan, tetapi tiga keluarga material mengambil alih apabila ia tidak dapat.

Papan teras logam dan teras tembaga

Aluminium digunakan sebagai asas apabila haba perlu meninggalkan papan dengan cepat. Lapisan dielektrik nipis diikat pada aluminium, litar kuprum terukir di atas, dan sandaran logam bertindak sebagai penyebar haba. Versi teras tembaga pergi lebih jauh, membawa ketumpatan arus yang sangat tinggi dalam pencahayaan LED, pemacu motor dan penukaran kuasa. Walaupun nipis, lapisan dielektrik itu masih perlu menahan voltan kerja penuh, jadi ketebalan dan kekonduksian termanya adalah dua nombor yang patut diperiksa terlebih dahulu.

PCB Aluminium Satu Sebelah Substrat logam menggunakan aluminium, kuprum, dan logam lain sebagai lapisan pengalir haba terasnya. Dielektrik penebat khusus mencapai pelesapan haba yang unggul... Lihat Produk →

Substrat seramik

Alumina dan aluminium nitrida membawa kekonduksian terma yang tidak dapat dipadankan oleh lamina polimer, bersama-sama dengan pekali pengembangan terma yang hampir dengan silikon. Ia muncul dalam modul LED berkuasa tinggi, peringkat kuasa RF dan penderia yang mesti terus berfungsi melalui perubahan suhu yang luas.

Filem fleksibel

Polimida menggantikan kain kaca apabila papan perlu dibengkokkan. Peraturan kuprum dan kemasan yang sama terpakai, hanya asas yang berubah, dan dengannya peraturan pengendalian semasa pemasangan.

Topeng Pateri, Skrin Sutera dan Kemasan Permukaan

Topeng pateri ialah salutan berasaskan epoksi yang digunakan di atas papan dan kemudian diawetkan. Ia menghentikan pateri daripada merapatkan antara pad, melindungi kuprum di bawahnya daripada kelembapan dan pencemaran, dan memberikan papan warna yang biasa. Hijau adalah tradisional kerana ia mempunyai rekod prestasi terpanjang dalam pengimejan dan pemeriksaan, tetapi hitam, biru, merah dan hitam matte adalah rutin hari ini. Dakwat skrin sutera dicetak di atas topeng untuk menandakan rujukan komponen dan kekutuban, dan walaupun ia tidak membawa arus, ia adalah perkara pertama yang bergantung kepada pengendali pemasangan.

Kemasan permukaan adalah keputusan material terakhir dan salah satu yang paling penting. Perataan pateri udara panas ialah pilihan kos rendah, OSP adalah organik dan pudar selepas beberapa aliran semula, dan ENIG atau perak rendaman menyediakan permukaan rata untuk bahagian nada halus. Di mana papan dimasukkan dan dikeluarkan berulang kali, emas keras adalah jawapannya. Semua kemasan kami tersedia dalam versi tanpa plumbum.

Sekilas Pandang Bahan Papan Litar

Jadual di bawah meringkaskan sistem bahan yang paling kerap kami bina dan apa yang diperbuat daripada setiap satu.

Bagaimana Aplikasi Memilih Bahan

Pemilihan bahan jarang menjadi pilihan bebas. Ia mengikut persekitaran yang akan didiami oleh lembaga itu.

Produk pengguna dan perkakas

Di mana kos mendominasi, standard FR-4 atau CEM-3 dengan kemasan HASL atau OSP biasanya sudah mencukupi.

Kawalan automotif dan industri

Reka bentuk getaran, kitaran haba dan hayat perkhidmatan yang panjang ke arah laminat Tg tinggi, kuprum tebal dan kemasan seperti ENIG yang bertahan dengan pengaliran semula berulang.

Reka bentuk kuasa dan frekuensi tinggi

Pengurusan terma dan integriti isyarat diutamakan, yang bermaksud bahan teras logam, seramik atau PTFE dan bukannya papan kaca yang lebih tebal.

Jika anda tidak pasti di mana produk anda berada, ia membantu untuk melihat bagaimana papan yang serupa sedang dibina. Anda boleh menyemak imbas kawasan aplikasi yang kami sokong untuk melihat gabungan bahan yang telah terbukti dalam setiap segmen.

Nota Praktikal dari Tingkat Kedai

Beberapa perkara yang kami beritahu pelanggan yang pertama kali memilih bahan:

1. Pilih kemasan sebelum susun atur dibekukan, kerana geometri pad dan melalui khemah bergantung padanya.
2. Padankan berat tembaga dengan semasa, bukan dengan kebiasaan, kerana tembaga bersaiz besar meningkatkan kesukaran dan kos goresan.
3. Tanya tentang Tg lebih awal, kerana laminat Tg tinggi kos lebih sedikit dan menghilangkan keseluruhan kelas kegagalan medan.
4. Sahkan lukisan tindanan sebelum dikeluarkan, kerana kebanyakan kelewatan bermula sebagai lapisan yang hilang atau samar-samar.

Jika anda ingin melihat lebih mendalam tentang cara pilihan lamina, berat tembaga dan kemasan berinteraksi, panduan kami untuk memilih bahan FR-4, RF dan teras logam melihat perbandingan dengan lebih terperinci.

Jadi papan litar diperbuat daripada apa? Kain kaca dan resin epoksi, kerajang tembaga dan tong bersalut, topeng pateri, legenda bercetak dan kemasan akhir yang memastikan semuanya boleh dipateri. Bahagian yang menarik bukanlah senarai itu sendiri tetapi cara bahan tersebut dipadankan dengan kerja. Dapatkan padanan itu dengan betul dan lembaga pengarah menjalankan tugasnya selama sedekad atau lebih.