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 ламінуючого діелектричного матеріалу є критичним. Він повинен володіти необхідними діелектричними властивостями, ізоляційними властивостями, термостійкістю та характеристиками з’єднання, сумісними з HDI PCB технології.

Відповідає вимогам високої частоти та високої швидкості

Перехід від дротової до бездротової технології зв’язку та перехід від низькочастотної, низькошвидкісної передачі до високочастотної, високошвидкісної передачі є значними досягненнями. Перехід від 4G до 5G технологія в смартфонах підкреслює попит на швидшу передачу даних і збільшену ємність 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 матеріалів підкладки, включаючи смолу фторового ряду (наприклад, PTFE), смолу PPO або PPE і модифіковану епоксидну смолу. PTFE, відомий своїми чудовими діелектричними властивостями, підходить для продуктів, що працюють на частотах 5 ГГц або вище. Навпаки, модифікована епоксидна смола FR-4 або PPO субстрати підходять для частот в діапазоні 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 виділяють більше тепла. Ефективне керування температурою є важливим для забезпечення оптимальної роботи пристрою. PCB з металевим сердечником (MCPCB) або друковані плати з ізольованою металевою підкладкою (IMS) пропонують відмінні 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 на нашому веб-сайті. Якщо для вашого проекту потрібні спеціальні матеріали для підкладки, наприклад Гнучкі друковані плати, ПХБ Роджерсаабо ПХБ на основі алюмінію, радимо вам зв’язатися безпосередньо з нами, щоб отримати індивідуальну пропозицію. Будьте впевнені, Highleap Electronic допоможе вам вибрати правильний матеріал підкладки для вашого проекту та поставити друковані плати з найкращими характеристиками.