Вибір найкращої підкладки друкованої плати для покращення продуктивності

У світі виробництва електроніки, що постійно розвивається, вибір правильного матеріалу підкладки друкованої плати (PCB) має першочергове значення. Він відіграє ключову роль у визначенні фундаментальних характеристик і продуктивності друкованих плат. Щоб підвищити функціональність і ефективність ваших друкованих плат, оптимізація матеріалу підкладки є першим і найважливішим кроком. В останні роки з’явилися численні інноваційні матеріали для підкладки, які відповідають новим технологіям і тенденціям ринку.

Ландшафт ринку друкованих плат став свідком глибокої зміни фокусу, перехід від традиційних апаратних продуктів, таких як настільні ПК, до сфери бездротового зв’язку, серверів і мобільних терміналів. Пристрої мобільного зв’язку, прикладом яких є смартфони, привели технологію друкованих плат до досягнення дизайну з високою щільністю, зменшення ваги та багатогранних функцій. Важливо визнати, що продуктивність друкованих плат нерозривно пов’язана з вибором відповідного матеріалу підкладки. Таким чином, вибір матеріалу підкладки відіграє ключову роль у формуванні якості та надійності як друкованих плат, так і кінцевих продуктів, для яких вони призначені.

Відповідає вимогам до високої щільності та тонких зморшок

• Вимоги до мідної фольги

  Прагнення до більшої щільності та більш тонких ліній, особливо у випадку друкованих плат високої щільності (HDI PCB), потребує конкретних міркувань. Десять років тому друковані плати HDI визначалися як такі, що мають ширину ліній (L) і відстань між лініями (S) 0.1 мм або менше відповідно до стандартів IPC. Сьогодні ці розміри значно скоротилися: значення L і S сягають лише 60 мкм, а в розширених сценаріях навіть 40 мкм.

  Традиційно моделі схем формували за допомогою процесів візуалізації та травлення, досягаючи мінімального значення L і S 30 мкм, використовуючи тонкі підкладки з мідної фольги товщиною від 9 мкм до 12 мкм. Однак через проблеми, пов’язані з тонким мідним ламінатом (CCL), багато виробників друкованих плат тепер віддають перевагу підходу травлення без використання мідної фольги, де товщина мідної фольги збільшується до 18 мкм. Незважаючи на його використання, цей метод не рекомендується, оскільки він передбачає численні складні процедури, проблеми з контролем товщини та підвищені витрати. Отже, ультратонка мідна фольга з товщиною міді від 3 мкм до 5 мкм вважається кращою альтернативою.

• Мідна фольга з низькою шорсткістю

  Досягнення низької шорсткості на поверхні мідної фольги є обов'язковим. Це сприяє покращенню зчеплення між мідною фольгою та матеріалом підкладки, забезпечуючи міцність провідників на відрив. Щоб досягти оптимальних результатів, важливо зменшити шорсткість поверхні мідної фольги до менше ніж 3 мкм або навіть до 1.5 мкм.

• Ізоляційні діелектричні ламінати

  Друковані плати високої щільності з’єднань значною мірою залежать від процесу нарощування. У той час як мідь зі смоляним покриттям (RCC) і епоксидна склотканина з препрегами в поєднанні з ламінуванням мідною фольгою традиційно використовувалися для тонких схем, нові методи, такі як напівадитивний процес (SAP) і модифікований напівадитивний процес (MSPA), набувають популярності. Ці методи включають ламінування ізоляційної діелектричної плівки з хімічним мідненням для створення мідних провідних площин, що дозволяє створювати тонкі схеми.

  Вибір ламінованого діелектричного матеріалу є критично важливим. Він повинен мати необхідні діелектричні характеристики, ізоляційні властивості, термостійкість та характеристики з'єднання, сумісні з технологією HDI PCB.

Відповідає вимогам високої частоти та високої швидкості

Перехід від дротового до бездротового зв'язку та від низькочастотної та низькошвидкісної передачі до високочастотної та високошвидкісної передачі є значними подіями. Перехід від технології 4G до 5G у смартфонах підкреслює попит на швидшу передачу даних та збільшення ємності даних.

Щоб відповідати вимогам високочастотної та високошвидкісної передачі, важливий вибір високоефективних матеріалів. Основним фактором є діелектрична проникність (Dk) і діелектричні втрати (Df) матеріалу підкладки. Матеріали основи з Dk нижче 4 і Df нижче 0.010 класифікуються як середні Dk/Df ламінатні плити. Для ще більшої продуктивності перевагу надають ламінатним плитам із низьким Dk/Df із Dk нижче 3.7 і Df нижче 0.005.

Для високочастотних друкованих плат доступні кілька типів підкладкових матеріалів, включаючи фтор-серійну смолу (наприклад, PTFE), смолу PPO або PPE, а також модифіковану епоксидну смолу. PTFE , відомий своїми чудовими діелектричними властивостями, підходить для виробів, що працюють на частотах 5 ГГц або вище. Натомість, модифіковані епоксидні підкладки FR-4 або PPO підходять для частот від 1 ГГц до 10 ГГц.

Вибір серед цих високочастотних матеріалів підкладки передбачає компроміс між вартістю, діелектричними властивостями, водопоглинанням і частотними характеристиками. Смола серії Fluorine забезпечує виняткові діелектричні характеристики, але за більшу вартість. З іншого боку, епоксидна смола є більш економічно ефективною, але відстає в діелектричних характеристиках.

У випадках, коли продукти працюють на частотах, що перевищують 10 ГГц, матеріалом вибору стає смола серії фтор. Важливо відзначити, що підкладки з PTFE можуть мати недоліки, такі як висока вартість, низька жорсткість і високі коефіцієнти теплового розширення. Щоб вирішити ці проблеми, неорганічні матеріали, такі як діоксид кремнію, можна використовувати як наповнювачі або додавати склотканину для посилення жорсткості підкладки та зменшення теплового розширення.

Унікальні ізоляційні смоли та шорсткість поверхні міді

Окрім вибору матеріалу підкладки, для передачі високочастотного сигналу впливають інші фактори. Шорсткість поверхні мідних провідників значно впливає на втрати сигналу через явище скін-ефекту. Скін-ефект виникає, коли електромагнітна індукція на високих частотах змушує струм концентруватися на поверхні провідника, що призводить до збільшення втрати сигналу.

Щоб мінімізувати втрати сигналу, необхідно контролювати шорсткість поверхні мідного провідника. На тій самій частоті більша шорсткість поверхні призводить до значної втрати сигналу. Тому шорсткість мідної фольги повинна бути якомога нижчою, в ідеалі нижче 1 мкм, особливо для сигналів вище 10 ГГц. Мідна фольга з наднизькою шорсткістю (0.04 мкм) дуже корисна. Правильна окислювальна обробка та системи адгезивної смоли мають вирішальне значення для досягнення бажаної шорсткості поверхні.

Забезпечення високої термостійкості та розсіювання

Оскільки електронні пристрої стають меншими та потужнішими, вони генерують більше тепла. Ефективне управління температурою є важливим для забезпечення оптимальної роботи пристрою. Друковані плати з металевим осердям ( MCPCB ) або друковані плати з ізольованою металевою підкладкою (IMS) мають чудові властивості розсіювання тепла.

Алюміній є економічно ефективним і теплопровідним матеріалом, який зазвичай використовується в MCPCB. Він забезпечує чудову термостійкість і здатність розсіювати. Ключ до ефективного управління температурою полягає в забезпеченні міцного зчеплення між металевим сердечником і площиною схеми.

Вибір матеріалів підкладки для спеціалізованих друкованих плат

Постійно зростаюче застосування жорстких друкованих плат і гнучких/жорстких друкованих плат у різних сферах вводить нові вимоги щодо кількості та продуктивності. Для задоволення цих вимог з’являються різні типи субстратів.

Поліімідні плівки, доступні в різних формах, таких як прозорі, білі, чорні та жовті, мають високу термостійкість і низькі коефіцієнти теплового розширення. Ці матеріали відповідають потребам різних застосувань.

Майларові підкладки, відомі своєю економічною ефективністю, демонструють такі характеристики, як висока еластичність, стабільність розмірів, якість поверхні, фотонне з’єднання та стійкість до навколишнього середовища, що робить їх універсальним вибором для різноманітних вимог.

Високошвидкісна високочастотна передача сигналу є важливою для гнучких друкованих плат (Flex PCB). Необхідно ретельно враховувати діелектричну проникність і діелектричні втрати матеріалів гнучкої підкладки. Поліімідні та вдосконалені поліімідні підкладки, а також підкладки з неорганічними добавками можна адаптувати для задоволення конкретних потреб, наприклад низький Dk/Df для високошвидкісної передачі або провідники високої потужності для застосувань із великими струмами.

Покладіться на Highleap Electronic для експертного вибору матеріалів і виготовлення друкованих плат

Вибір правильного матеріалу підкладки для вашої друкованої плати є критично важливим рішенням, яке вимагає глибокого розуміння різних атрибутів. Якщо ви зорієнтуєтеся в складності термінології матеріалів підкладки та критеріїв продуктивності, є доступне економічно ефективне рішення, яке допоможе вам зробити обґрунтований вибір.

Highleap Electronic, провідний світовий постачальник послуг із виготовлення чистих плат, монтажу друкованих плат і постачання компонентів, спеціалізується на налаштуванні оптимальних рішень для друкованих плат відповідно до унікальних вимог вашого проекту, бюджету та очікуваної продуктивності. Наші досвідчені інженери враховують такі фактори, як середовище застосування, функціональність і ваш бюджет, щоб провести вас у процесі вибору матеріалу підкладки.

З більш ніж десятирічним досвідом і послужним списком успішного завершення сотень тисяч проектів друкованих плат, Highleap Electronic є вашим надійним партнером у виборі ідеального матеріалу підкладки та виготовленні високоефективних друкованих плат, які відповідають і перевершують ваші очікування.

Для друкованих плат зі стандартними підкладками FR4 ви можете отримати миттєву онлайн-пропозицію через наш веб-сайт. Якщо ваш проект вимагає спеціалізованих матеріалів для підкладок, таких як гнучкі друковані плати , спеціальні ламінатні плати з низькими втратами або друковані плати на основі алюмінію , ми рекомендуємо вам звернутися до нас безпосередньо для отримання індивідуальної пропозиції. Будьте певні, Highleap Electronic допоможе вам зробити правильний вибір матеріалу для підкладки для вашого проекту та поставити друковані плати, які працюють найкраще.