PCB Teknik - PCB materyal seçimi: elektrik ve üretim faktörleri

PCB materyalini seçtiğinde tasarımınız için doğru seçim yapmak önemlidir çünkü materyal genel performansını etkiler. Yapılandırma sahnesine girmeden önce sıcaklık ve elektrik özelliklerin tasarımınıza nasıl etkilediğini anlamak için en iyi sonuçları ulaşırken zamanı ve para kurtarabilir.

PCB stack yapısı sürekli bir sıralarda çoklu katı PCB in şa etmektir. Laminat manyetik çekirden, hazırlıklardan ve bakır yağmurdan oluşur. Genelde sıkıştırma simetrik. Çoğu ürünlerin kalıntısı 62 milden az.

Devre tahtası için hangi materyal kullanılır?

PCB materyal seçimi: elektrik ve üretim düşünceleri

PCB materyalleri: yağ, çekirdek ve hazırlık

Bastırılmış devre tahtaları üretmek için aşağıdaki 3 öğeleri kullanın:

Örneğin: B-sahne materyali yapıştırıcı ve farklı laminatlar veya soğukların bağlamasına izin verir.

Bakar yağ: PCB'deki yönetici olarak kullanılır.

Bakar Clad Laminate (Mezarı): hazırlanmış ve iyileştirilmiş.

dielektrik materyallerin temel özellikleri

PCB laminatları dielektrik maddelerden yapıldığını biliyoruz. Laminit seçtiğinde kullanılan dielektrik maddelerin farklı özelliklerini düşünmeliyiz.

Termal performans:

Glass transition temperature (T g): glass transition temperature or T g is the temperature range where the substrate changes from a glass, rigid state to a softened, deformable state as the polymer chain becomes more mobile. Material soğulduğunda, özellikleri orijinal duruma dönecek. T g Celsius derece (°C) olarak ifade edilir.

Kıpırdama sıcaklığı (T d): Kıpırdama sıcaklığı veya T d, PCB materyalinin kimyasal parçalanması üzerinde sıcaklığı (materyal en azından kilidinin %5'ünü kaybeder). T g gibi, T d de Celsius derece (°C) olarak ifade edilir.

Thermal conductivity (K): Thermal conductivity, or k, is the property of a material to conduct heat; Düşük sıcak süreci düşük ısı aktarımı anlamına gelir ve yüksek süreci yüksek ısı aktarımı anlamına gelir. Sıcak aktarım hızı metre/metre Celsius (W/M °C) olarak ölçülüyor.

Thermal Expansion Coefficient (CTE): Heatal expansion ya da CTE koefitörü ısındığında PCB materyalinin genişletim hızıdır. CTE, ısınma derecesinde milyon (ppm) boyunca parçalarda ifade edilir. Materialin sıcaklığı T g üzerinde yükseldiğinde CTE de yükseliyor. Substratın CTE genellikle bakra olanından daha yüksektir. Bu, PCB ısındığında bağlantı sorunlarına sebep olabilir.

Elektrik özellikleri:

Diyelektrik konstantı (E r ya da D k): Materialin dielektrik konstantünü düşünmek sinyal integritet ve impedance düşünmesi için çok önemlidir. Bu, yüksek frekans elektrik performansının anahtar faktör ü. Çoğu PCB materyallerin Er 2.5 ile 4.5 arasında.

Veri sayfasının değerleri sadece materyaldeki özel (genellikle 50%) resin içeriğin in yüzdesi için değerlidir. Bilgisayar materyalindeki resin yüzdesi ya da prepreprepreg ile değişir, bu yüzden D k değişir. Bakar yüzdesi ve çıkarılmış hazırlığın kalıntısı sonunda medya yüksekliğini belirleyecek. Diyelektrik sabit genelde frekans arttığıyla azalır.

Tanjant kaybı (tan δ) veya kaybı faktörü (D f ): Tanjant kaybı veya kaybı faktörü, dirençli akışın ve dielektrik akışının arasındaki faz açının tanjantısı. Diyelektrik kaybı D f'nin değeri arttığı zaman arttır. D f'in düşük değeri "hızlı" altınına ulaştırıyor, büyük değeri "yavaş" altınına ulaştırıyor. D f frekans ile biraz yükseliyor; yüksek frekans maddeleri için çok düşük bir D f değeri, frekans ile değişikliği çok küçük. Değer menzili 0,001'den 0,030'e kadar.

Normal hızlı ve kaybı: Normal hızlı materyal en sıradan PCB materyal-FR-4 seridir. Diyelektrik sabit (D k) ve frekans cevabı çok düz değildir ve daha yüksek diyelektrik kaybı vardır. Bu yüzden, uygulamaları birkaç GHz dijital/analog uygulamalarına sınırlı. Bu maddelerin bir örneği Isola 370HR.

Orta hızlık ve kaybı: Orta hızlık materyallerinin D k vs. frekans cevap eğri vardır ve dielektrik kaybı normal hızlık materyallerinin yarısı. Bunlar ~10GHz'e kadar uygun. Bu maddelerin bir örneği Nelco N7000-2 HT.

Yüksek hızlı ve düşük kaybı: Bu materyaller de daha düşük bir D k ve frekans cevap kuralı ve düşük dielektrik kaybı var. Diğer materyallerle karşılaştığında, daha az zararlı elektrik gürültü üretiyorlar. Bu maddelerin bir örnek Isola I-Speed.

Çok yüksek hızlı ve çok düşük kaybı (RF/mikro dalga): RF/mikro dalga uygulamaları için kullanılan materyaller en düşük D k ve frekans cevabı ve en k üçük dielektrik kaybı var. Uygulamalar için ~20GHz kadar uygun. Bu maddelerin bir örneği Isola I-Tera MT40 ve Tachyon 100G.

Sinyal kaybı ve çalışma frekansı

PCB materyalleri yüksek frekans devrelerinin sinyal integritesini etkileyebilir. Dönüş tahtasında düzgün PCB substratını ve bakır yağmurunu seçerek küçültürebilirsiniz. PCB'lerin kaybını sinyal ettiğinde bu iki materyal çok önemli bir rol oynuyor. Sinyal kaybı dielektrik kaybı ve bakır kaybı dahil ediyor.

Dielektrik kaybı

Diyelektrik materyaller polariz moleküllerden oluşturulmuş. Bu moleküller sinyal trajektöründeki zaman farklı sinyal tarafından oluşturduğu elektrik alanda vibrat ediyor. Bu dielektrik'i ısıtır ve sinyal kaybının dielektrik kaybetmesini neden ediyor. Bu sinyal kaybı frekanslarını arttırır. Aşa ğıdaki dağıtım faktörü olan materyallerin kullanımı sinyal kaybını azaltır. Frekans daha yüksek, verilen materyallerin kaybı daha yüksek. Bu, sürekli değişiklik elektromagnetik alanın, dielektrik maddelerinde moleküler vibraciyle neden oluyor. Ne kadar hızlı molekül vibr ederse, kaybı ne kadar büyük.

Bakar kaybı

Bakar kaybı, yönetici tarafından akışan akışıyla basit olarak bağlı. Elektronlar her zaman yöneticinin merkezinden akışmıyor olabilir. Eğer bakır izleri nickel ile tamamlandığında, akışın çoğu nickel katından geçebilir. Frekans arttığında, deri etkisi kaybı daha büyük olacak. Bu izlerin genişliğini arttırmak için ödüllendirilebilir. Bu yüzeyde daha büyük bir yüzey alanı yaratır. Daha genişli izler hep azaltıcı deri etkisi kaybediyor. Bakar foil-dielektrik diş arayüzünün profili etkili uzunluğunu arttırır ve bu yüzden bakar kaybını arttırır. Her zaman ince ya da çok ince bakır kullanmak öneriliyor.

PCB materyalleri daha iyi seçmek için, aşağıdaki masa temel materyalleri farklı kategorilere bölüyor sinyal kaybı özelliklerine göre.

PCB materyal seçimi: elektrik ve üretim düşünceleri

PCB materyal kategorisi 10 GHz'de kaybı tangens karşılaştırması

Solda, FR-4 gibi materyaller var. Bunlar her uygulama için kullanılabilecek günlük materyaller için standart ve kolay işlemler. Ama onlar da en kaybeden laminatlardır. Ayrıca çok fazla elektrik ve mekanik sorunları olabilir. Isola I-hızlı, Isola Astra ve Tachyon gibi maddeler yüksek frekanslarda düşük kaybı gösteriyor.

Bakar yağmur seçimi

Bakar yağmuru seçtiğimizde düşünmemiz gereken birkaç özellik var:

Toprak kalıntısı: Tipik kalıntılar 0,25 ounceden (0,3 mil) 5 ounce (7 mil) arasında.

Toprak temizliği: Bakar yağmurunun yüzdesi. Elektronik sınıf bakra folisinin temizliği %99.7.

Bakar dielektrik arayüz profili: Taş tipi yüksek frekans sırasında düşük sinyal bakır kaybı var.

Bakar yağ türü

Bakar elektroplatıcı: Bu bakar dikey bir tane yapısı ve daha sert bir yüzeyi var. Elektroplatılı bakra genelde sabit PCB için kullanılır.

Kalendardı bakar: ağır rolörler arasında işlemek ve fleksibil PCB üretimlerinde geniş kullanılan bir tane türü. Kalendar bakıcının yatay bir yapısı ve düzgün bir yüzeyi vardır. Bu da sert fleksibil ve fleksibil PCB için ideal bir seçim yapar.

PCB Material Seçimi için en iyi Pratik

Sıcak genişleme eşleşen koefitör (CTE): CTE substratının en kritik sıcak özellikleridir. Substratın komponentleri farklı CTE'ler varsa, üretim sürecinde farklı oranlarda genişletilebilirler.

Kompakt temel yapısını seç: Kompakt temel yapısında D k dağıtımı üniforma olacak.

Yüksek frekans uygulamalarında FR kullanımından kaçın (ateş retardant)4: Bu, yüksek dielektrik kaybına ve D k vs. frekans cevap kurşuna neden oluyor. (1 GHz altındaki frekanslar için).

Daha az higroskopik maddeleri kullanın: Hygroscopicity, suya sarıldığında suya karşı çıkan PCB maddelerin yeteneğindir (bu durumda bakır). Bu, standart test metodlarına göre kontrol edilen koşullarda su absorbsyonu yüzde PCB materyalinin ağırlığını arttırıyor. Çoğu materyaller %0,01'e 0,20'e kadar %

Sürekli CAF-dirençli maddeleri kullanın: İşletici anod filament (CAF) PCB başarısızlığına sebep olan elektrikchemical göç süreci tarafından oluşturulan metal filament. CAF karşılığındaki malzemeleri kullanmak CAF'nin oluşturulmasını ve başarısızlığını engellemek için en etkili yollardan biridir.