Rohstoffauswahl für Leiterplatten

Dieser Artikel enthält Empfehlungen für die Auswahl von Materialien zur Herstellung mehrschichtiger Leiterplatten, die zwei wichtige Anforderungen erfüllen: Begrenzung der Herstellungsprobleme (z. B. Verbiegen oder Verdrehen sowie Fehlausrichtung) und Erfüllung der Leistungsstandards. Eine erfolgreiche Leiterplattenproduktion beginnt mit der richtigen Materialauswahl Aufgrund der geringen Anzahl von Leiterplattenschichten sind die Standardmaterialien der Leiterplattenhersteller in der Regel die beste Wahl, da sie zuverlässig und kostengünstig sind.Wenn Designs jedoch spezielle Anforderungen haben oder eine große Anzahl von Schichten enthalten, lohnt es sich, mehr zu entwickeln mit den verfügbaren Materialoptionen vertraut sein, um die besten Entscheidungen für ihr Produkt zu treffen.

Das wichtigste Material für die Leiterplattenherstellung ist Rohlaminat. Es stellt auch die größten Kosten aller anderen Materialien dar, die zur Herstellung einer mehrschichtigen Leiterplatte benötigt werden. Rohes Laminat hat einen entscheidenden Einfluss auf die Preise und die Lieferzeit von Leiterplatten. Aufgrund der Menge an Material, die für die Leiterplattenherstellung benötigt wird, ist es wichtig, die Größe Ihrer Designs zu optimieren. Sogar ein kleiner Größenunterschied kann zu einem signifikanten Kostenunterschied führen. Unterschiedliche Materialien verursachen unterschiedliche Kosten und besitzen unterschiedliche Eigenschaften, aber Laminate höherer Qualität sind typischerweise auch teurer. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Merkmale aufgeführt, die beim Vergleich der Eigenschaften verschiedener Laminate zu beachten sind:

Tg = Glasübergangstemperatur - Temperatur, bei der eine kritische Änderung der physikalischen Eigenschaften auftritt. Im Falle von Laminaten geht es von einem harten, glasartigen Material in ein weiches, gummiartiges Material über

Td = Zersetzungstemperatur - Temperatur, bei der sich das Laminat chemisch zersetzt

Dk = Dielektrizitätskonstante (in der Elektromagnetik auch als? R bezeichnet) - Gibt die relative Permittivität eines Isolatormaterials an, die sich auf seine Fähigkeit bezieht, elektrische Energie in einem elektrischen Feld zu speichern. Für Isolationszwecke ist ein Material mit einer niedrigeren Dielektrizitätskonstante besser und bei HF-Anwendungen kann eine höhere Dielektrizitätskonstante wünschenswert sein

Df = Dissipation Factor (Verlustfaktor) - Zeigt die Effizienz eines Isoliermaterials an, indem die Rate des Energieverlusts für einen bestimmten Schwingungsmodus wie mechanische, elektrische oder elektromechanische Schwingungen angezeigt wird

Unsere Fertigungsstätten befinden sich in China, daher ist es ratsam, hochwertige lokale Laminate zu wählen, um die Versandkosten und die Vorlaufzeit zu minimieren. Das Laminat Shengyi S1000-H (Tg 150) ist im Allgemeinen unsere Standardauswahl für ein Hochleistungslaminat mit mittlerer Tg-Rate. Shengyi S1000-H ist vergleichbar mit Isola FR406 (Tg 150), einer nordamerikanischen Standardlaminatoption. Wie in Tabelle 2 unten aufgeführt, übertrifft FR406 Shengyi S1000H in Bezug auf Dielektrizitätskonstante und Verlustfaktor geringfügig. Einige Kunden sind jedoch möglicherweise bereit, bei diesen Faktoren Kompromisse einzugehen, um geringere Kosten und / oder eine schnellere Vorlaufzeit zu erzielen.

Tabelle 1: Vergleich von PCB-Materialien

Shengyi S1141 (TG 130) ist eine gute Alternative, um die Kosten Ihres Projekts zu senken und dabei ein wenig Qualität zu opfern. In Fällen, in denen eine höhere Qualität erforderlich ist, empfehlen wir Shengyi S1000-2M (TG 170), das der Qualität von Isola FR406 (Tg 170) am nächsten kommt. Wenn Qualität die höchste Priorität hat, empfehlen wir die Verwendung von ITEQ IT180A (TG 180), das ebenfalls RoHS-konform ist. ITEQ IT180A (TG 180) ist qualitativ vergleichbar mit Isola 370HR (TG 180). Wir bei Bittele schlagen vor, Shengyi S1000H (Tg 130) für typische Projekte zu verwenden. Wir empfehlen die Verwendung eines der hochwertigeren Laminatmaterialien, wenn eine dieser drei Bedingungen eintritt: Wenn das PCB-Design 8 oder mehr Schichten aufweist, wenn die Kupferplatine schwer ist und ein Kupfergewicht von mehr als 3 Unzen aufweist oder wenn die PCB-Platine dünn ist mit einem Plattendicke von weniger als 0,5 mm.

Das nächste zu berücksichtigende Element ist die dielektrische Dicke, die für die Impedanzanforderungen angegeben werden muss. Multilayer-Materialien sind zwischen 0,125 mm und 1 mm dick. Dünne Laminate (dh 0,1 mm oder weniger) sind für einige Niedrigenergieanwendungen sowie für die fortgesetzte Verdichtung von Mehrschichtleiterplatten erforderlich.

In Tabelle 2 ist die Kernmaterialstärke mit Kupfergewicht für normales FR4-Material aufgeführt

• 1/1 = 1 oz. Kupfer pro Quadratfuß auf beiden Seiten des Blattes

• 1/0 = 1 oz. Kupfer pro Quadratfuß, nur auf einer Seite des Blechs beschichtet

• H / H = 0,5 oz. Kupfer pro Quadratfuß, beschichtet auf beiden Seiten des Blattes

• 0/0 = UNCLAD (NO Copper).

Tabelle 2: Kernmaterialdicken bei verfügbaren Kupfergewichten

Prepreg ist ein Bindematerial, das bei der Herstellung von mehrschichtigen Leiterplatten verwendet wird und nach dem Aushärten die gleichen Eigenschaften wie die Kern- / Basisschichtmaterialien aufweist. Prepregs haben verschiedene Glasarten 106, 1080, 3313, 2116 und 7628, die von Kartonherstellern verwendet werden. Plattenhersteller verwenden eine Vielzahl von Prepreg-Glasarten. Diese Stile umfassen 106, 1080, 3313, 2116 und 7628. Die Anzahl und Art der Prepregs kann eingeschränkt sein. Wenden Sie sich daher am besten an einen Vertreter von Bittele, um weitere Einzelheiten zu erfahren.

Tabelle 3: Materialauswahl vorbereiten

Zuletzt sollte die Dicke der Kupferschichten angegeben werden. Diese Spezifikation wird normalerweise auf der Grundlage der Strommenge festgelegt, die voraussichtlich durch die Leiterplattenspuren fließt. Verwenden Sie unseren Spurenbreitenrechner , um die Standardspurenbreiten für eine bestimmte Kupferdicke zu bestimmen. Dickere Spuren können sicher mehr Strom verarbeiten als dünnere Spuren der gleichen Breite. Möglicherweise möchten Sie auch dickere Kupferschichten für eine robustere Platine angeben, wenn Sie erwarten, dass die Platine unter rauen Bedingungen betrieben wird.

Mit Kupfer plattierte FR-4-Laminatmaterialien werden unter Verwendung des Unzengewichts pro Quadratfuß gemessen. Die folgenden Größen sind verfügbar und ihre äquivalente Schichtdicke

• 0,25 oz. = 0,00035 "(8,75 & mgr; m)

• 0,5 oz. = 0,0007 "(17,5 & mgr; m)

• 0,75 oz. = 0,00105 "(26,25 & mgr; m)

• 1,0 oz. = 0,0014 "(35 & mgr; m)

• 2,0 oz. = 0,0028 "(70 & mgr; m)

• 3,0 oz. = 0,0042 "(105 & mgr; m)

• 4,0 oz. oder mehr = 0,0056 Zoll (140 um) oder mehr

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