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전자 설계

전자 설계 - 열 및 전기 특성이 PCB 설계에 미치는 영향

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전자 설계 - 열 및 전기 특성이 PCB 설계에 미치는 영향

열 및 전기 특성이 PCB 설계에 미치는 영향

2021-11-11
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Author:Downs

PCB 재료를 선택할 때는 재료가 전체 성능에 영향을 미치므로 설계에 적합한 선택을 하는 것이 중요합니다.제조 단계에 들어가기 전에 열 및 전기 특성이 설계에 어떤 영향을 미치는지 이해하면 시간과 비용을 절약하면서 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.

PCB 재료 선택: 스태킹 고려 사항

PCB 소재 선택: 전기 및 제조 고려 사항

PCB 스태킹

PCB 계층 구조는 연속적인 순서로 다중 계층 PCB를 구성합니다.이 층의 압판은 자기심, 예침재, 동박으로 구성되어 있다.일반적으로 스택은 대칭적입니다.대다수 제품의 판두께는 62밀귀보다 작다.

회로 기판은 어떤 재료를 사용합니까?

PCB 소재 선택: 전기 및 제조 고려 사항

PCB 재료: 포일, 코어 및 프리패치

다음 3가지를 사용하여 인쇄 회로 기판을 제조합니다.

예침재: B급 재료로 점성이 있어 서로 다른 층 압판이나 박을 접착할 수 있다

동박: 인쇄회로기판의 도체로 쓰인다.

회로 기판

복동층 압판(심): 예침재와 동박을 통해 층압과 고화를 진행한다.

전매질 재료의 기본 특성

우리는 PCB 층 압판이 개전 재료로 만들어졌다는 것을 안다.층압판을 선택할 때, 우리는 사용하는 개전 재료의 각종 특성을 고려해야 한다.다음과 같습니다.

열 성능 전기 특성

유리화 변환 온도(Tg) 개전 상수(Dk)

분해 온도(Td) 손실 탄젠트 또는 손실 계수(Tan 섬 또는 Df)

열전도 계수 (k)

열팽창 계수

열 성능:

유리화전환온도(Tg): 중합물사슬이 더욱 류동성을 띠게 됨에 따라 유리화전환온도 또는 Tg는 기저가 유리상태, 강성상태에서 연화, 가변형상태로 변하는 온도범위이다.재료가 냉각되면 특성이 원래 상태로 복원됩니다.Tg는 섭씨 (°C) 로 표시됩니다.

분해 온도(T d): 분해 온도 또는 T d는 PCB 재료에서 화학 분해가 발생하는 온도입니다(재료 손실의 최소 5% 질량).Tg와 마찬가지로 Td도 섭씨로 표시됩니다.

열전도율(K): 열전도율, 또는 K라고 하는데 재료의 열전도 특성입니다.낮은 열전도율은 낮은 전열을 의미하지만 높은 전도율은 높은 전열을 의미한다.전열률은 와트당 섭씨 미터(W/M °C) 단위로 측정됩니다.

열팽창계수(CTE): 열팽창계수 또는 CTE는 가열할 때 PCB 재료의 팽창률입니다.CTE는 가열당 섭씨 백만분의 1(ppm)로 표시됩니다.재료의 온도가 Tg 이상으로 올라가면 CTE도 상승합니다.기판의 CTE는 일반적으로 구리의 CTE보다 훨씬 높으며 PCB가 가열되면 상호 연결 문제가 발생합니다.

전기 특성:

유전 상수(E r 또는 D k): 재료의 유전 상수를 고려하는 것은 신호의 무결성과 임피던스를 고려하는 데 매우 중요합니다. 이것은 고주파 전기 성능의 핵심 요소입니다.대부분의 PCB 재료의 Er는 2.5 ~ 4.5 범위에 있습니다.

데이터 테이블의 값은 재료의 특정 (일반적으로 50%) 수지 함량 비율에만 적용됩니다.심재나 예침재 중 수지의 실제 백분율은 구성에 따라 달라지기 때문에 Dk도 변한다.예비 침출물 벽돌을 압출하는 구리의 백분율과 두께는 최종적으로 매체의 높이를 결정한다.개전 상수는 일반적으로 주파수가 증가함에 따라 감소한다.

손실각 탄젠트(tan Isla´) 또는 손실인수(D f): 손실각 탄젠트 또는 손실인수는 전매체에서 저항전류와 무공전류 사이의 위상각 탄젠트입니다.Df 값이 증가함에 따라 개전 손실이 증가합니다.D f의 값이 낮으면'빠름'기저가 생기고 값은'느림'기저가 생긴다.Df는 주파수에 따라 약간 증가합니다.Df 값이 매우 낮은 고주파 재료의 경우 주파수에 따른 변화가 매우 적습니다.이 값의 범위는 0.001에서 0.030까지입니다.

PCB 재료 선택: 기본 범주

PCB의 기본 재료 카테고리는 다음과 같습니다.

정상 속도 및 손실

중간 속도 및 손실

고속 저손실

매우 빠른 속도와 매우 낮은 손실 (RF / 마이크로웨이브)

정상 속도 및 손실: 정상 속도 재료는 가장 일반적인 PCB 재료 - FR-4 시리즈입니다.개전 상수 (Dk) 와 주파수 응답은 평탄하지 않으며 개전 손실이 높습니다.따라서 몇 개의 GHz 디지털 / 아날로그 애플리케이션에만 적용됩니다.이 재료의 한 예는 Isola 370HR입니다.

중속 및 손실: 중속 재료는 더 평평한 D k와 주파수 응답 곡선을 가지고 있으며 개전 손실은 정상 속도 재료의 약 절반입니다.이는 최대 10 GHz의 주파수에 적용됩니다.이 재료의 한 예는 Nelco N7000-2HT입니다.

고속 저손실: 이러한 PCB 제조 재료는 또한 더 평평한 Dk 및 주파수 응답 곡선과 저매체 전력 손실을 가지고 있습니다.다른 재료에 비해 유해한 전기 소음도 적습니다.이 재료의 예는 Isola I-Speed입니다.