Технология PCB - стеклянная эпоксидная печатная плата

Что такое стеклоэпоксидная печатная плата?

В этом термине есть два элемента, которые вам необходимо понимать, а именно: эпоксидная смола и печатная плата.

Эпоксидная смола является сырьем для производства ламината, покрытого медью. Печатные платы используют токопроводящие провода для обеспечения активных электронных соединений

Эпоксидная печатная плата определяется как печатная плата, изготовленная с использованием эпоксидной смолы.

Существует много типов эпоксидных материалов, поэтому существует много типов этой печатной платы.

Что такое эпоксидная смола в печатных платах?

Основным компонентом ламината, покрытого медью, на печатной плате является эпоксидная смола.

Этот материал используется для придания печатной плате электропроводности

Эпоксидные материалы, будь то на основе стекловолокна или бумаги, необходимо ламинировать.

В процессе ламинирования эпоксидная смола сама впитывается в оболочку.

Выбор эпоксидной смолы зависит от разработчика печатной платы.

Но при этом дизайнер должен учитывать ценовой диапазон и характеристики материала, из которого изготовлена эпоксидная смола.

Цель использования эпоксидной смолы на печатных платах

Основной ответ заключается в том, что эпоксидная смола - это форма или защита. По-другому можно сказать, что эпоксидная смола - это своего рода изоляция на печатной плате.

Но что нужно защищать? Если эпоксидная смола слишком слабая или нанесена неправильно, это может привести к повреждению печатной платы.:

Перегрев - это может произойти, когда устройство находится в горячей среде. Вибрация - когда устройство находится внутри устройства с неисправным двигателем.

При падении устройства, например, при ударе. Изменения температуры, например, при переменчивой погоде

Какие существуют типы эпоксидных печатных плат?

Тип эпоксидного материала определяет, к какому типу относится эпоксидная печатная плата. Благодаря широкому кругу потребителей существует множество вариантов эпоксидных материалов:

Армированный стекловолокном (например, FR4 или FR5)

Эпоксидная смола на бумажной основе

Составная эпоксидная смола, такая как CEM-1 или CEM-3

Эпоксидная смола с высоким Tg, высоким CTI

Не содержащие свинца варианты, такие как керамические варианты

Даже при широком выборе нет сомнений в том, что материал FR4 будет преобладать.

Это объясняется тем, что он обладает огнестойкостью и прочностью благодаря содержанию армированного стекловолокна. Он также является наиболее экономичным.

Какие материалы подложки можно использовать при изготовлении стеклоэпоксидных печатных плат?

Материалы подложки, используемые для изготовления эпоксидных печатных плат, делятся на четыре различные категории.

К ним относятся:

Жесткая или твердотельная подложка

Если основной целью является сохранение формы эпоксидной печатной платы с течением времени, то потребуется материал на основе керамики или жесткий материал.

Благодаря прочности этих материалов эпоксидная печатная плата не деформируется, сохраняя свою форму на протяжении всего срока службы.

При изготовлении материнской платы компьютера вы будете использовать жесткий материал для изготовления печатной платы из эпоксидной смолы.

Жесткие материалы, которые можно использовать при изготовлении эпоксидных печатных плат, включают оксид бериллия или нитрид алюминия.

Вот некоторые из преимуществ использования этих твердых материалов для подложек::

1. Они продолжают функционировать даже при температурах, превышающих 350 °C.

2. Кроме того, они обладают высокой диэлектрической проницаемостью.

3. Поскольку они поглощают минимальное количество влаги, они обеспечивают герметичную упаковку.

4. Кроме того, они не вызывают проблем с выделением газов.

5. Они позволяют упаковывать изделия в небольших конфигурациях и хорошо сочетаются с другими компонентами печатных плат.

Вот некоторые из причин, по которым для изготовления печатных плат из эпоксидной смолы требуется твердая подложка::

1. В ситуациях, когда требуется четкий путь прохождения сигнала.

2. Когда необходимо снизить цену при массовом производстве.

3. В областях, где требуется прочная печатная плата.

4. Когда вам необходимо быстро выполнить техническое обслуживание и ремонт.

Гибкие или мягкие подложки

Гибкие подложки можно использовать в различных областях применения, поскольку их можно складывать или сгибать, придавая им различные формы.

Поэтому многие современные устройства бытовой электроники используют эти материалы в качестве подложек для эпоксидных печатных плат.

Кроме того, вы будете использовать гибкие подложки из эпоксидных печатных плат, когда в процессе эксплуатации их необходимо часто сгибать.

Гибкие подложки позволяют это делать, не влияя на протекание тока.

Примерами отраслей, использующих эту подложку, являются смартфоны, носимые устройства и т.д.

Материал, который будет использоваться при производстве гибких эпоксидных печатных плат, называется Kapton.

Кроме того, материал обладает подходящей термостойкостью, постоянными размерами и соответствующей диэлектрической проницаемостью.

Наиболее популярными гибкими эпоксидными подложками для печатных плат являются политетрафторэтилен и полиимид.

К числу преимуществ использования гибких эпоксидных материалов для печатных плат относятся:

1. Они занимают меньше места, что повышает мобильность применения

2. Они легкие и поэтому подходят для небольших применений

3. Они подходят для изготовления печатных плат из эпоксидной смолы, которые могут работать в условиях повышенной влажности

4. Кроме того, благодаря своим небольшим размерам они могут быть надлежащим образом адаптированы для использования с высокой пропускной способностью и плотностью материала

5. Гибкие эпоксидные печатные платы обеспечивают надлежащую стабильность, поскольку они образуют покрытие вблизи наполнителя.

В некоторых ситуациях вам необходимо использовать гибкие эпоксидные печатные платы.:

1. Когда эпоксидная печатная плата предназначена для использования в экстремальных условиях

2. В тех случаях, когда эпоксидная печатная плата должна изгибаться

3. Когда вам нужна легкая и компактная эпоксидная печатная плата

Жесткие и гибкие материалы подложки

В этих эпоксидных печатных платах используются как жесткие, так и гибкие материалы.

Кроме того, они содержат несколько слоев, выполненных из полиимидных материалов.

К числу преимуществ жестких и гибких эпоксидных печатных плат относятся::

1. Простота обработки

2. Низкие уровни диэлектрических потерь

3. Кроме того, они легкие и занимают меньше места

4. Они изготовлены с высокой точностью

К областям применения, где требуются жесткие гибкие эпоксидные печатные платы, относятся:

1. При изготовлении усилителей мощности и приемников

2. В тех случаях, когда требуются легкие эпоксидные печатные платы

3. Когда используются метки, связанные с частотной идентификацией

4. Платы военного и медицинского назначения

5. Для изготовления автомобильных датчиков и радарных систем

Подложки RF-4

Это эпоксидные материалы из стекловолокна, которые относительно дешевы, обладают умеренной огнестойкостью и хорошей электрической изоляцией.

FR расшифровывается как антипирен, что означает, что они соответствуют стандарту UL94VO.

Их антипиренные свойства обусловлены содержанием галогенов брома.

Преимущества эпоксидных материалов для печатных плат FR-4 заключаются в следующем:

1. Они доступны по цене и легко адаптируются

2. Кроме того, в их конструкцию входят листы препрега, содержащие эпоксидную смолу, и маты из стекловолокна

3. Их легко сверлить и металлизировать в соответствии со стандартами электронной промышленности

В некоторых случаях требуются эпоксидные печатные платы FR-4:

1. При создании прототипов

2. При изготовлении сложных конструкций, требующих многослойности

3. В случаях, когда необходимо снизить производственные затраты

4. В приложениях, где требуются низкоскоростные схемы

Прочны ли эпоксидные печатные платы?

Стеклоэпоксидные печатные платы прочны, но это зависит от того, какой тип эпоксидной смолы вы используете.

Некоторые из основных характеристик прочности включают в себя:

Прочность на сжатие

Прочность на отслаивание

Прочность на сдвиг

Прочность на изгиб

Эпоксидные клеи, которые вы будете использовать для эпоксидных печатных плат, обладают высокой прочностью.

Кроме того, некоторые эпоксидные клеи термического отверждения обладают прочностью от 35 Н/мм2 до 41 Н/мм2.

Должны ли эпоксидные печатные платы соответствовать международным стандартам качества?

Да, эпоксидные печатные платы должны соответствовать этим стандартам качества, поскольку это гарантирует их безопасность в использовании и соответствие установленным требованиям.

К числу некоторых стандартов качества, которым должны соответствовать стеклоэпоксидные печатные платы, относятся:

Сертификация UL

Ограничение содержания опасных веществ [RoHS]

Сертификация SGS

Сертификация ISO 9001 и 14000

Какие виды отделки поверхности можно использовать при изготовлении эпоксидных печатных плат?

Назначение покрытия поверхности печатной платы, которое вы будете использовать на эпоксидных печатных платах, заключается в защите компонентов печатной платы от окисления или короткого замыкания.

Кроме того, покрытие поверхности образует подходящее соединение между компонентами эпоксидной печатной платы и самой печатной платой.

Некоторые виды отделки поверхности, которые вы можете использовать на печатных платах с эпоксидной смолой, включают в себя:

Органический консервант для пайки [OSP]

Иммерсионное серебро

Иммерсионное золото с никелевым покрытием без электролита [ENIG]

Золото или никель Электролитический

Выравнивание горячим воздушным припоем без содержания свинца [HASL]

Иммерсионное олово или Белое олово

Безэлектродное никелевое и безэлектродно-палладиевое иммерсионное золото [ENEPIG]

Каково будущее стеклоэпоксидных печатных плат?

В настоящее время проводятся дополнительные исследования по усовершенствованию подложек, которые будут использоваться при производстве эпоксидных печатных плат.

Необходимость производства легких и компактных печатных плат из эпоксидной смолы повысила спрос на высокопроизводительные и функциональные многослойные печатные платы.

Кроме того, появились новые эпоксидные материалы, такие как FR-408, Megatron, Getek, 4000-13 и др.

Эти материалы способствовали развитию печатных плат, поскольку они обладают лучшими эксплуатационными характеристиками по сравнению с материалами FR-4.

Требования RoHS требуют использования материалов с более высокой термостойкостью и надежностью.