PCB材料选择是您PCB设计过程。选择正确的材料因为你的设计是非常重要的,因为它可以影响整个PCB的表现。
在选择开始之前,有许多因素要考虑。确保材料特性符合您特定的电路板要求和最终应用。
在制造PCB时,我们面临的一个主要问题是设计师经常过度依赖材料数据表。这些数据表为设计者提供了一种材料电性能的详尽描述。然而,当考虑到各种现实世界的制造业问题时,这些数据表是不够的,而现实世界的制造业担忧之所以重要,是因为它们会影响产量和成本。
在这篇博文中,我们将重点关注以下几点:
目录
1.印刷电路板材料
2.如何选择PCB层压板?
3.信号疲劳和工作频率

3.1信号损耗与工作的相关性。

4.PCB材料类
5.铜箔选择

5.1铜材料性能:

5.2铜箔类型:

6.PCB材料选择最佳实践
7.PCB厂家的首选材料
8.高速网络驱动材料选择
9.关键制造注意事项
印刷电路板材料 b2666b40519b4765ae269dabc87e5dd6~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg
PCB材料:覆铜板
印刷电路板使用以下3项制造:
预浸料:B级粘性材料,允许不同的层压板或箔。
铜箔:PCB上的导电。
覆铜板(芯):由预浸料和铜箔经层压和粘合在一起。
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预浸料、箔材、芯材
如何选择PCB层压板?
PCB 层压板是由介电材料制成的。在选择 PCB 层压板时,我们需要考虑所用电介质材料的一些特性。这些特性包括:
热性能
电性能
玻璃化温度(Tg)
介电常数(Dk)
划分温度(Td)
损耗角正切或损耗因子(Tanδ或Df)
导热系数(k)

热膨胀系数(CTE)




玻璃化温度(Tg):当聚合物链传播传播性时,PCB 外观从玻璃、形状变成形状为、可变形状态的温度。
玻璃化温度(Tg)
370 HR
180°C
Rogers 4350B
280°C



分类温度(Td):国际标准单位:化学分类的温度。
划分温度(Td)
370 HR
340°C
Rogers 4350B
390°C



优良系数(k):材料的导热性能;低导热系数代表低传热,高导热代表高传。国际标准单位:瓦热米开尔文。
导热系数(k)
370 HR
0.4 W/mK
Rogers 4350B
0.69 W/mK



热膨胀系数(CTE):PCB材料加热时的膨胀率。CTE以百万分之几(ppm)表示,每加热一圈,CTE就会膨胀。国际单位:PPM/°C。
当材料的温度超过 Tg 时,CTE 会升高。
芯片的 CTE 通常比铜高更广,这会导致 PCB 加热时的设备问题。
通常沿 X 轴和 Y 轴的 CTE 通常较低,近似每 10 至 2 ppm。变化。所以材料必须在Z方向膨胀。
沿Z轴的CTE应低;目标是每一个70ppm,当材料超过Tg时,这将增加。
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材料的膨胀系数是用热膨胀系数(CTE)来膨胀的。图了Z方向的CTE。

要了解更多关于PCB材料的热问题,请阅读我们的文章什么是PCB组装中的热成型
热膨胀系数(CTE)
370 HR
X 13 ppm/°C
Y 14 ppm/°C
Z 45 ppm/°C
Rogers 4350B
X 10 ppm/°C
Y 12 ppm/°C
Z 32 ppm/°C



介电常数导(Dk)或相对磁率(Er):材料的介电常数与自由空间(即真空)的电容率之比。它也被称为相对渗透率。
数据表适用于中特定(50%)的树脂含量。芯材或预浸料中的具体形状随压随形而变化,Dk也变化构成。预浸料的铜含量和出料厚度最终决定了介电层的高度。
主要使用的 PCB 应用在 2.5 到 4.5 之间。在特定的微波中,也使用了提高材料值的材料。随着频率的增加而增加。
介电常数导(Dk)或相对磁率(Er)
370 HR
3.92 @50% resin content
Rogers 4350B
3.48



角正切(tanδ)或损耗损耗(Df):介电损耗的正切和介电损耗角的正切值。介电损耗随Df值的大而而导致。低Df值“快”,大值导致“慢学习”。Df随频率略有;对于 Df 值很小的高频材料,其随频率的变化大约。值的范围为 0.001 到 0.030。

10GHz 时的损耗角正切
370 HR
0.0250
Rogers 4350B
0.0037



信号疲劳和工作频率
信号消耗包括介电消耗和铜消耗。
介电损耗作为总信号损耗:这些分子在由信号轨迹上的时变信号产生介电的中振动。这会加热电材料并导致作为信号损耗接口的介电而消耗。耗损可以通过使用消耗低的材料来最小化。要了解 PCB 上的信号性能,请阅读PCB中与信号有关的传播延迟 .
铜损耗作为总信号损耗的:铜耗是因为信号消耗是因为信号路径和适用的路径的交流吸引的。由于皮肤效应,它会随着增加。铜箔纸齿形界面增加了有效时间,从而增加了铜耗。可能的频率。下使用低净和非常低净的消费可以减少铜消费。
信号损耗与工作的相关性。 b4ee3f2b2cc841bcb10dc9a477d5513e~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg
信号损耗与工作频率的相关性

如上,信号损耗或逐渐增加而增加。同时,我们也可以看到一些材料的插图图比其他材料小。这张照片显示了在加速的速度下,吸尘器材料的电性能可能更好。
PCB材料类
速度正常和正常消耗:FR-4系列是最常见的PCB材料。它们的介电常数(Dk)与频率响应的关系不是很动态并且具有它们的介电常数。它们适用于2GHz应用这种的一个例子是 Isola 370HR(请注意,与材料相比,这种材料可能没有货物,而且可能有其他的交货期)。
中速中等消耗:中速响应材料的Dk与频率响应较慢,介电消耗正常速度材料的。2GHz这种材料的一个例子是Nelco N7000-2 HT。
高速低耗:这些材料还具有延迟的Dk与频率响应和低介电。与其他材料相比,它们产生的电噪声也快乐。这些适合20赫赫应用。这种例子是Isola I-Speed(请注意,与模仿,这种材料可能没有存货,而且可能有材料其他的交货期)。
超高速、低耗(射频/微波):用于射频/微波应用的材料与频率响应最适合的Dk 和最小的介电损耗。60兆赫应用这种材料的一个例子是Isola超光速子10G(请注意,这种材料可能没有存货,与其他材料疑似有可能有交货期)。
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PCB材料类别与10GHz损耗正切

铜箔选择
铜箔的选择以下因素:
  • 铜材料性能
  • 铜箔类型
铜材料性能:
铜病史:典型的历史从 0.25 耳朵(0.3 密耳)到 5 膨胀(7 耳密)不等。
铜纯度:它是在铜箔中发现的铜箔的。电子级铜箔在99.7%左右。
铜介界面轮廓:低净在高频下具有较低的信号损害。
薄型铜箔:这些类型的铜箔用于低耗高频应用。
铜箔类型:
电沉积铜:一种用于生产硬质多氯联苯的铜。
轧制铜:铜一种铜,通过在重型跑车之间加工而制成非常薄的铜,广泛用于生产挠PCB和刚挠PCB。
想了解更多关于刚挠PCB的信息,请阅读我们的文章透视降低了电子产品装配成本。
薄型铜箔:这些类型的铜箔用于低耗高频应用。
PCB材料选择最佳实践
具有类似Dk的材料:确保课程由具有相似介电常数(Dk)的材料组成。
热膨胀系数(CTE):CTE 是产品最关键的热特性。如果产品的成分具有不同的 CTE,它们在制造中可能会以不同的速度膨胀。
选择更接近和更深层的驱动,以实现最高频率/高速应用:Dk 发布将是均匀的。
对于高频应用,避免使用FR4:这是由于其高介电消耗和能量消耗的Dk与慢性病程。
使用吸湿性低的材料:吸湿性是指PCB材料(在本例中为铜)浸入水中时吸水的能力。它是由于吸水而使材料重量增加。实际在0.01%到0.20%之间。读这篇文章如何制造独特的印刷电路板 .
PCB厂家的首选材料
请注意以下材料可能没有备用材料,交货期可能有其他情况。
应用
首选材料
标准FR-4无铅板
Isola 370 HR
Ventec VT47
高速材料,加工标准FR-4
Isola FR408HR
Isola I-Speed
Isola I-Tera
Isola Astra MT77
Isola Tachyon 100G
陶瓷增强板
Rogers RO4350 B
Rogers TTM
Rogers RO4003
Rogers RO4230
标准聚聚板
Isola P95
Nelco N7000-2HT
高级聚四氟乙烯板
Rogers RO3000 Series
Rogers RT/DUROID Series
Rogers ULTRALAM 2000
标准挠性板
DuPont Pyralux AP
DuPont Pyralux LF
DuPont Pyralux FR
需要高导热系数的电路板
Thermagon 88
Laird IMPCB



高速网络驱动材料选择
思科系统和其他高速网络设备制造商已经开发了极其严格的内部程序和规范测试工具,以确保材料能够在比制造过程中遇到的更恶劣的条件下生存。这些是高跨栏。只要价格合适,通过测试的材料也将是其他高速数字应用的主要候选材料。
Isola 的代表分别代表了他们的两种复合材料,其中一种是 2014 年 6 月底推出的,是超光速和超速光 100G,其建议将用于其他高速数字应用构建的背板、线路这两个层压板具有相同的电特性,其中Df为0.002,Dk为3.02,在40ghz以下不变。
Tachyon-100G由于其热稳定性,特别是Z上极低的膨胀系数,特别适合于这种高层结构,因此被引入到超线卡(100gb/s膨胀高速)中。都使用扩散玻璃和非常低的铜箔(2μm Rz 表面)来帮助增加引入的减少趋势,减少信号上升时间,冲击和符号间干扰。和芯层厚度,并以典型的FR-4层压板相同的方式进行加工。他们作为核心或预浸料混合FR-4建设。
有任何上述电和热性能的材料值得欢迎添加到制造商的层压板中的,特别是因为它们不涉及处理聚四层介材料的复杂性。以后提供与其他层压板的比较。
关键制造注意事项
所以,接下来,让我们讨论在处理混合PCB 时的关键制造注意事项。首先,确保混合动力车的所有材料距离与您的层压周期有一些材料在层压过程中需要比其他材料更高的温度和压力。在提交设计之前,请检查材料数据表,以确认使用了所需的材料。
混合钻材料成的第二个因素是正确的孔洞的参数。不是混合,饲料和速度必须调整。例如,部分设置会产生生物结构,如果材料无法降低,则可能会发生一些变形。你还应该考虑到不同的材料的孔。例如,钻罗杰斯的孔。钻头消耗速度更快,从而影响了。
之后钻探而在铜矾之前,有孔壁准备。不同的材料需要不同的性能。一般类别的工艺。一般类别的工艺。可以有工艺指南,但为了确实可靠和准时交货,制造商应根据材料改进其工艺。
把我们的PCB材料测试在你回到你的设计之前!
材料选择对所有PCB设计都很重要。在选择时尤其重要HDI印刷电路板材料因为还有额外的制造限制因素在起作用。我们的目标是选择适合制造的,同时满足您的温度和电气要求。为了帮助您的材料,材料元件材料最适合您的设计需求,Sierra Circuits 的选择工具提供了一个材料列表,其中包含了最重要的特性。

来源:电子资料库