設計質量與易于制造或服務之間的這種聯系幾乎遍及每個行業,尤其是 PCB設計與制造。您對制作電路板的工藝和材料了解得越多,就越能設計出可以高效制造的高質量電路板。從這個角度進行設計需要了解和理解PCB材料的特性以及它們如何影響您的電路板的制造。
PCB材料特性
在解決PCB材料特性對電路板制造的影響之前,我們需要知道它們是什么。顯著性質可以分類為機械,電氣,熱或化學性質。
機械性能
l彎曲強度
板在彎曲應力下抵抗變形或破裂的能力。剛性,撓性和剛性-撓性的標準必須遵守IPC-6013C。
l脫層時間
暴露于溫度變化或潮濕的情況下,PCB層將保留多長時間的度量。
l密度(g / cm 3)
電介質每體積的質量數。
l剝離強度
銅層和電介質在熱應力和化學應力作用下保持結合的能力。
電學特性
l介電常數dk
影響PCB材料的信號完整性和阻抗。對于高速應用,應在很寬的頻率范圍內保持恒定。
l相對介電常數
稱為相對dk。
l表面電阻率?S(Ω-m)
介電材料對電流流動的表面電阻的量度。容易隨溫度和濕度變化。應該很高,以利于良好的信號完整性。
l體積電阻率?(Ω/ m2)
電介質體積電阻的度量。優選高以維持層之間的隔離。
l耗散因數,Df
PCB材料的信號或功率損耗的量度。這不是數字信號的因素,但對于模擬信號可能會很重要,尤其是對于1 GHz以上的頻率,因為Df隨著頻率的增加而增加。
l電氣強度(V / mil)
PCB抵抗z方向電擊穿的能力。
熱性能
l玻璃化溫度,Tg(℃)
PCB基板可逆地從硬變軟的溫度。應低于焊料溫度。
l分解溫度,Td(°C)
PCB基板永久分解的溫度。應低于焊料溫度。
l熱膨脹系數,CTE(ppm)
PCB響應熱的膨脹率。通常應保持盡可能低的水平。
l導熱系數,k(W / m)
通過材料傳遞熱量的速率。與絕緣子相比,導體更高。
化學性質
l耐二氯甲烷腐蝕性,MCR(%)
給出二氯甲烷的百分吸收率,二氯甲烷是PCB生產中使用的揮發性有毒溶劑。通常,電介質≤0.2%。
l吸水率(%)
該值給出了浸入水中時PCB材料吸收的水分量。對于大多數材料,該值≤0.2%。可能會影響電介質的電氣和熱性能。
l可燃性
符合《設備和電器零件塑料材料易燃性安全標準》 (UL 94),對材料響應燃燒可能燃燒多長時間有時間限制。每個樣品的PCB材料限制為10s。
如上所示,要考慮許多PCB材料屬性?,F在,讓我們看看如何使用此信息來優化電路板的制造過程。
管理PCB材料特性對電路板制造的影響
一旦您的電路板制造完畢,上面顯示的PCB材料屬性就變成了固定的參數,無法操縱或更改。這些參數將決定您的PCB的功能以及電路板的質量和可靠性。因此,有必要在設計過程中對其進行定義,以便將它們合并到制造過程中。在大多數情況下,要明確定義材料屬性既困難又不必要。相反,確保屬性在設計的可接受范圍內就足夠了。可以通過執行以下步驟來實現:
1.為您的電路板設計選擇最佳材料
電路板的材料要求在很大程度上取決于電路板的功能和信號類型。因此,重要的是要了解板的類型和材料特性 為了選擇能夠滿足您的設計要求的材料。
2.確定電路板的堆疊
除了選擇構成PCB結構的材料之外,您還需要確定其垂直布局或 PCB堆疊。特別重要的是將影響PCB材料性能的各層的厚度值。
3.了解電路板的制造過程
為了選擇能夠滿足您的要求的合同制造商(CM) 質量控制, 周轉時間 要么 關鍵系統 能力,您需要了解PCB 制造步驟 以及您的選擇如何影響他們。
充分了解PCB材料的特性以及它們如何影響您的電路板的制造將有助于您制造 最佳材料選擇為您的設計。
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