2025-08-28
Εικονογραφημένες εικόνες πελατών
Οι πίνακες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) είναι η αόρατη ραχοκοκαλιά κάθε ηλεκτρονικής συσκευής - από τα smartphones έως το διαστημικό σκάφος - αλλά οι επιδόσεις τους εξαρτώνται εξ ολοκλήρου στα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τους. Το 5G μόντεμ 5G του smartphone βασίζεται σε υλικά υποστρώματος χαμηλής απώλειας για να αποφευχθεί η εγκατάλειψη του σήματος, ενώ το σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS) της EV (BMS) χρειάζεται ανθεκτικό στη θερμότητα για να χειριστεί υψηλά ρεύματα. Η επιλογή του λανθασμένου υλικού μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρες αποτυχίες, δαπανηρές επαναλήψεις ή ακόμα και κινδύνους ασφαλείας (π.χ. υπερθέρμανση σε ιατρικές συσκευές).
Αυτός ο οδηγός διασπά τα κρίσιμα υλικά που αποτελούν ένα PCB, τις μοναδικές ιδιότητές τους και πώς να επιλέξετε τα σωστά για την εφαρμογή σας. Θα καλύψουμε τα πάντα από τα θεμελιώδη υποστρώματα και τα αγώγιμα φύλλα χαλκού έως τις προστατευτικές μάσκες συγκόλλησης και την επιφανειακή επιφάνεια της αξιοπιστίας, με συγκρίσεις που βασίζονται σε δεδομένα και περιπτώσεις χρήσης πραγματικού κόσμου προσαρμοσμένες στα αμερικανικά πρότυπα παραγωγής. Είτε σχεδιάζετε ένα gadget των καταναλωτών είτε ένα στοιχείο αεροδιαστημικής κρίσιμης σημασίας για την αποστολή, η κατανόηση αυτών των υλικών είναι το κλειδί για την οικοδόμηση PCB που εκτελούν, τελευταίο, και ανταποκρίνονται στους στόχους κόστους.
ΚΛΕΙΔΙΩΝ
Τα υλικά A.SubStrate (π.χ. FR4, Rogers, Polyimide) υπαγορεύουν τη θερμική, ηλεκτρική και μηχανική απόδοση του PCB - το FR4 είναι ιδανικό για το 80% των καταναλωτικών εφαρμογών, ενώ ο Rogers υπερέχει σε σχέδια 5G/MMWAVE.
Το πάχος του αλουμινίου B.COPPER (1oz-5oz) και ο τύπος (ηλεκτρολυτικός έναντι του κυλινδρικού) αντίκτυπου χωρητικότητας μεταφοράς ρεύματος: 2oz χειραγωγεί 30α+ ρεύματα (κρίσιμα για EVs), ενώ ο τυλιγμένος χαλκός προσφέρει ευελιξία για τα φορέματα.
Οι μάσκες (κυρίως πράσινου LPI) προστατεύουν τα ίχνη από τη διάβρωση και τις γέφυρες συγκόλλησης, με παραλλαγές υψηλής θερμοκρασίας (TG ≥150 ° C) που απαιτούνται για τα αυτοκίνητα και τα βιομηχανικά PCBs.
Το D.Surface Finishes (ENIG, HASL, ENEPIG) καθορίζει τη συγκόλληση και τη διάρκεια ζωής: Το ENEPIG είναι το χρυσό πρότυπο για ιατρική/αεροδιαστημική, ενώ το HASL παραμένει οικονομικά αποδοτικό για συσκευές χαμηλής αξιοπιστίας.
Τα σφάλματα επιλογής των υλικών προκαλούν το 35% των αποτυχιών PCB (δεδομένα IPC) - τα υλικά αντιστοίχισης στις ανάγκες εφαρμογής (π.χ. θερμοκρασία, συχνότητα, ρεύμα, ρεύμα) μειώνει τα ποσοστά αποτυχίας πεδίου κατά 50%.
1. Υλικά υποστρώματος PCB: Το θεμέλιο της απόδοσης
Το υπόστρωμα είναι η μη παραγωγική βάση που συγκρατεί ίχνη χαλκού, συστατικά και άλλα στρώματα PCB. Είναι η πιο επιθετική επιλογή υλικού, όπως ορίζει:
Α. Θερμική αγωγιμότητα: Πόσο καλά το PCB διαλύει τη θερμότητα (κρίσιμη για τα εξαρτήματα υψηλής ισχύος όπως το IGBTS).
Β. Διευθυντική σταθερά (DK): Πόσο καλά μονώνει τα ηλεκτρικά σήματα (χαμηλή απόδοση DK = καλύτερη απόδοση υψηλής συχνότητας).
Γ. Μηχανική δύναμη: Αντίσταση στην στρέβλωση, κάμψη ή ρωγμές (κλειδί για τραχιά περιβάλλοντα).
Παρακάτω είναι τα πιο κοινά υλικά υποστρώματος, με λεπτομερή σύγκριση με την επιλογή καθοδήγησης:
Υλικό υποστρώματος
|
Θερμική αγωγιμότητα (w/m · k)
|
Διηλεκτρική σταθερά (dk @ 1ghz)
|
Μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας (° C)
|
Ευκαμψία
|
Κόστος (σε σχέση με το FR4)
|
Καλύτερος για
|
FR4 (High-TG)
|
0,3-0,4
|
4.2-4.6
|
130-150
|
Ακαμπτος
|
1X
|
Ηλεκτρονικά καταναλωτικά (τηλέφωνα, τηλεοράσεις), αισθητήρες IoT
|
Rogers RO4350
|
0,6
|
3.48
|
180
|
Ακαμπτος
|
5x
|
5G/MMWAVE (28GHz+), Center Data Transceivers
|
Πολυϊμίδη
|
0,2-0,4
|
3.0-3.5
|
200
|
Εύκαμπτος
|
4X
|
Wearables (smartwatches), πτυσσόμενα τηλέφωνα, αεροδιαστημική
|
Πυρήνας αλουμινίου (MCPCB)
|
1-5
|
4.0-4.5
|
150
|
Ακαμπτος
|
2x
|
LED υψηλής ισχύος, ενότητες φόρτισης EV
|
PTFE (Teflon)
|
0,25-0,35
|
2.1-2.3
|
260
|
Άκαμπτος/flex
|
8x
|
Υψηλής συχνότητας (60GHz+), στρατιωτικό ραντάρ
|
Γιατί η επιλογή του υποστρώματος έχει σημασία
A.Consumer Electronics: Το FR4 είναι ο εργάτης εδώ - είναι χαμηλό κόστος και επαρκής θερμική απόδοση (0,3 W/M · K) χειρίζεται τις ανάγκες ισχύος 1-5W των smartphones και tablets. Ένα FR4 PCB 6 επιπέδων σε ένα iPhone 15 κοστίζει ~ (2,50, έναντι) 12,50 για ένα ισοδύναμο Rogers.
B.5G/ Telecom: Το χαμηλό DK (3.48) Rogers RO4350 ελαχιστοποιεί την απώλεια σήματος στο 28GHz, καθιστώντας απαραίτητο για τους σταθμούς βάσης 5G. Χωρίς αυτό, τα σήματα 5G θα υποβαθμίσουν κατά 40% πάνω από 10 εκατοστά ίχνος.
C. Aerospace: Τα υποστρώματα πολυϊμιδίου αντέχουν -55 ° C έως 200 ° C μεταβολές της θερμοκρασίας και την ακτινοβολία αντίστασης, καθιστώντας τα ιδανικά για δορυφορικά PCB. Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA χρησιμοποιεί PCB με βάση το πολυιμίδιο για τα κρυογονικά όργανα του.
D.Evs: Υποστρώματα πυρήνα αλουμινίου (MCPCB) σε μετατροπείς EV διαλύουν τη θερμότητα 3 φορές ταχύτερα από το FR4, διατηρώντας τις θερμοκρασίες διασταύρωσης IGBT κάτω από 125 ° C (το κατώφλι για θερμικό στραγγαλισμό).
2. Φύλλο χαλκού: Η αγώγιμη ραχοκοκαλιά
Το φύλλο χαλκού είναι το αγώγιμο υλικό που σχηματίζει ίχνη, αεροπλάνα και μαξιλαράκια που μεταφέρουν ηλεκτρικά σήματα και ισχύ σε όλο το PCB. Το πάχος, ο τύπος και η καθαρότητα του επηρεάζουν άμεσα την ικανότητα ρεύματος, την ευελιξία και το κόστος.
Κλειδικές προδιαγραφές αλουμινίου
A.TICKNESS: Μετρείται σε "ουγγιές (OZ)" (1oz = 35μm πάχος). Κοινές επιλογές:
1oz: Ιδανικό για σήματα χαμηλού ρεύματος (≤10a) στα ηλεκτρονικά καταναλωτικά.
2oz: Χειριστεί 10-30Α ρεύματα (EV BMS, βιομηχανικές κινητικές κινήσεις).
3-5oz: Για εφαρμογές υψηλής ισχύος (50A+), όπως EV μετατροπείς ή εξοπλισμό συγκόλλησης.
B.Type: Δύο πρωταρχικές παραλλαγές, το καθένα κατάλληλο για συγκεκριμένες ανάγκες:
Τύπος χαλκού
|
Μέθοδος κατασκευής
|
Βασικές ιδιότητες
|
Κόστος (σχετικό)
|
Καλύτερος για
|
Ηλεκτρολυτικό (ed)
|
Ηλεκτρολυτικό χαλκό σε τύμπανα
|
Χαμηλό κόστος, καλή αγωγιμότητα, άκαμπτη
|
1X
|
Άκαμπτοι PCBs (FR4), ηλεκτρονικά καταναλωτικά υψηλού όγκου
|
Κυλιόμενο (RA)
|
Κυλιόμενες χαλκές σε αλουμινόχαρτο
|
Υψηλή ολκιμότητα, ευέλικτη, χαμηλή τραχύτητα επιφάνειας
|
2x
|
Ευέλικτα PCB (φορέματα), σχέδια υψηλής συχνότητας (χαμηλή απώλεια σήματος)
|
Κρίσιμες εκτιμήσεις για το φύλλο χαλκού
Α. Χωρητικότητα Current: Ένα ίχνος χαλκού μήκους 1mm, 2oz μεταφέρει ~ 30a στους 25 ° C (πρότυπο IPC-2221). Για υψηλότερα ρεύματα, χρησιμοποιήστε ευρύτερα ίχνη (π.χ., 2 mm-πλάτους, 2oz = 50a) ή παχύτερο φύλλο (3oz = 45a για πλάτος 1 mm).
Β. Τραυματικότητα: Ο κυλινδρικός χαλκός έχει μια ομαλότερη επιφάνεια (RA <0,5 μm) από την ηλεκτρολυτική (RA 1-2 μm), μείωση της απώλειας σήματος σε υψηλές συχνότητες (28GHz+). Αυτό το καθιστά ιδανικό για PCB 5G MMWAVE.
Γ. Φιλξιμότητα: Ο κυλινδρικός χαλκός αντέχει σε 10.000+ κύκλους κάμψης (έναντι 1.000 για ηλεκτρολυτική), κρίσιμη για πτυσσόμενα τηλέφωνα ή φορητές αισθητήρες.
Παράδειγμα: Το μοντέλο Y BMS της Tesla χρησιμοποιεί 2oz ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκού για τα επίπεδα ισχύος - το κόστος ισοπαλίας και την τρέχουσα χωρητικότητα (30A ανά ίχνος) διατηρώντας παράλληλα το PCB αρκετά λεπτό ώστε να ταιριάζει στο πακέτο της μπαταρίας.
3. Μάσκα συγκόλλησης: Προστασία ιχνών και πρόληψη σορτς
Η μάσκα A.Solder είναι ένα υγρό ή ξηρό φιλμ που εφαρμόζεται πάνω από ίχνη χαλκού (εκτός από τα μαξιλάρια) σε:
Β. Συμπυκνωμένος χαλκός από την οξείδωση και τη διάβρωση.
Γ. Περιποιητικές γέφυρες τυχαίων συγκολλήσεων μεταξύ παρακείμενων ιχνών (κοινά σε PCB υψηλής πυκνότητας).
Δ. Μονωμένα ίχνη από υγρασία, σκόνη και χημικές ουσίες.
Κοινοί τύποι μάσκας συγκόλλησης
Η μάσκα συγκόλλησης υγρού φωτοευθείσου (LPI) χρησιμοποιείται στο 95% των σύγχρονων PCB - εφαρμόζεται ως υγρό, εκτεθειμένο σε υπεριώδη φως (μέσω φωτομέτας) και αναπτύχθηκε για να αφήσει τα μαξιλάρια που αποκαλύφθηκαν. Άλλοι τύποι (ξηρό φιλμ, τυπωμένο στην οθόνη) είναι σπάνιοι σήμερα λόγω της χαμηλότερης ακρίβειας.
Ιδιοκτησία μάσκας συγκόλλησης
|
Standard LPI (πράσινο)
|
LPI υψηλής θερμοκρασίας
|
Εύκαμπτο LPI (βασισμένο σε πολυιμίδιο)
|
TG (θερμοκρασία μετάβασης γυαλιού)
|
130 ° C
|
150-180 ° C
|
180 ° C
|
Χρώμα
|
Πράσινο (πιο κοινό)
|
Πράσινο, μαύρο, λευκό
|
Καθαρό, μαύρο
|
Χημική αντίσταση
|
Καλό (αντιστέκεται στη ροή, καθαριστικά)
|
Εξαιρετική (αντιστέκεται στα έλαια, διαλύτες)
|
Εξαιρετική (αντιστέκεται στα σωματικά υγρά για φορητά)
|
Κόστος (σχετικό)
|
1X
|
1,5Χ
|
2,5Χ
|
Καλύτερος για
|
Ηλεκτρονικά καταναλωτικά
|
Αυτοκινητοβιομηχανία, βιομηχανική
|
Φορητά, ευέλικτα PCB
|
Γιατί έχει σημασία το χρώμα της μάσκας συγκόλλησης
A.Green: Το βιομηχανικό πρότυπο - προσηλωμένο, εύκολο να επιθεωρήσει (αντιθέσεις με το χαλκό) και συμβατό με τις περισσότερες διαδικασίες.
B.Black: Δημοφιλή σε συσκευές υψηλής τεχνολογίας (π.χ. smartphones premium) για αισθητική, αλλά πιο δύσκολο να επιθεωρηθεί (απαιτεί UV φως για να ελέγξει για ελαττώματα).
Γ. White: Χρησιμοποιείται σε LED PCBs -αντανακλά το φως για να ενισχύσει τη φωτεινότητα LED κατά 15%.
ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Το LPI υψηλής θερμοκρασίας (TG ≥150 ° C) είναι υποχρεωτικό για τα PCB της αυτοκινητοβιομηχανίας, οι οποίες λειτουργούν σε περιβάλλοντα κάτω από την υπόθεση (125 ° C+). Το τυποποιημένο LPI (TG 130 ° C) θα μαλακώσει ή θα απομακρυνθεί, οδηγώντας σε βραχυκύκλωμα.
4. Μεταξωτό μελάνι: επισήμανση και ταυτοποίηση
Το Silkscreen Ink είναι το τελικό στρώμα που εφαρμόζεται σε PCB - εκτυπώνει κείμενο, λογότυπα, αναφορές εξαρτημάτων (π.χ., "R1", "U2") και σημάδια πολικότητας. Είναι κρίσιμο για τη συναρμολόγηση (καθοδήγηση της τοποθέτησης εξαρτημάτων) και συντήρηση (προσδιορισμός εξαρτημάτων για επισκευή).
Τύποι μελανιού μεταξοτυπίας
Τα περισσότερα μελάνια είναι εποξειδικά (ανθεκτικά σε θερμότητα και χημικές ουσίες) ή με υπεριώδη ακτινοβολία (γρήγορη ξήρανση για παραγωγή μεγάλου όγκου). Βασικές εκτιμήσεις:
Μελάνι τύπου
|
Μέθοδος σκλήρυνσης
|
Αντοχή στην τριβή
|
Αντίσταση θερμοκρασίας
|
Καλύτερος για
|
Εποξειδική βάση
|
Θερμότητα (120-150 ° C)
|
Εξαιρετική (επιβιώνει 1.000 τρίψιμο)
|
150 ° C
|
Βιομηχανικά, αυτοκινητοβιομηχανία PCB
|
Καυτός με υπεριώδη ακτινοβολία
|
UV φως (30-60 δευτερόλεπτα)
|
Καλό (500-800 τρίψιμο)
|
130 ° C
|
Καταναλωτικά Ηλεκτρονικά, Εκτέλεση μεγάλου όγκου
|
Αγώγιμο μεταξοτυπία
|
Θερμότητα/uv
|
Μέτριος
|
120 ° C
|
Jumpers χαμηλού ρεύματος (αντικατάσταση ιχνών)
|
Βέλτιστες πρακτικές για το Silkscreen
A.Font Μέγεθος: Χρησιμοποιήστε τουλάχιστον 0,8 χιλιοστά κείμενο υψηλού κειμένου - το κείμενο μικρότερου είναι δύσκολο να διαβαστεί και μπορεί να μουτζουρώνει κατά τη διάρκεια της συναρμολόγησης.
B.Clearance: Κρατήστε μελάνι 0,1mm μακριά από τα μαξιλάρια - μελαγχολικά στα μαξιλάρια εμποδίζει τη συγκόλληση (μια κορυφαία αιτία των ελαττωμάτων συναρμολόγησης).
Γ. Δυνατότητα: Τα εποξειδικά μελάνια προτιμώνται για τα βιομηχανικά PCB, τα οποία μπορεί να υποβληθούν σε συχνό καθαρισμό ή χειρισμό.
Παράδειγμα: Ένας εργοστασιακός επισκευής βιομηχανικών κινητήρων βασίζεται σε εποξειδική μεταξοτυπία για να εντοπίσει μια ελαττωματική αντίσταση ("R45") - χωρίς σαφή επισήμανση, ο χρόνος επισκευής θα διπλασιαστεί, κοστίζοντας $ 500/ώρα σε διακοπή λειτουργίας.
5. Επιφανειακά φινιρίσματα PCB: Εξασφάλιση της συγκόλλησης και της μακροζωίας
Επιφανειακά φινίρισμα παλτό εκτεθειμένα μαξιλάρια χαλκού σε:
Α. Εξέταση οξείδωση (η οποία καταστρέφει τη συγκόλληση).
B.Improve συγκολλήστε την αξιοπιστία των αρθρώσεων.
C.extend Η διάρκεια ζωής του PCB (από 6 μήνες έως 2+ έτη).
Αυτή είναι μια από τις πιο κρίσιμες επιλογές υλικών - τα φινιρίσματα που προκαλούν το 25% των αποτυχιών συγκόλλησης (δεδομένα IPC). Παρακάτω είναι μια σύγκριση των πιο συνηθισμένων επιλογών:
Φινίρισμα επιφάνειας
|
Πάχος
|
Συγκόλληση
|
Αντοχή στη διάβρωση
|
Διάρκεια ζωής
|
Κόστος (σχετικό)
|
Καλύτερος για
|
Hasl (ισοπέδωση συγκόλλησης ζεστού αέρα)
|
5-20μm SN-PB/SN-CU
|
Καλό (Wets γρήγορα)
|
Μέτρια (ψεκασμό αλατιού 500 ωρών)
|
12 μήνες
|
1X
|
Ηλεκτρονικά καταναλωτικά χαμηλού κόστους (τηλεοράσεις, παιχνίδια)
|
Enig (ηλεκτρολυτική βύθιση νικελίου χρυσό)
|
2-5μm Ni + 0,05μm AU
|
Πολύ καλό (συνεπείς αρθρώσεις)
|
Εξαιρετική (ψεκασμό αλατιού 1.000hr)
|
18 μήνες
|
2,5Χ
|
5G, Telecom, Smartphones μεσαίας εμβέλειας
|
ENEPIG (ηλεκτρολέτι νικελίου ηλεκτρολέτικο Palladium Palladium Gold)
|
2-5μM Ni + 0.1μm Pd + 0.05μm AU
|
Εξαιρετική (χωρίς "μαύρο μαξιλάρι")
|
Εξαιρετική (1.500 ώρες σπρέι αλατιού)
|
24+ μήνες
|
3x
|
Ιατρικές συσκευές, αεροδιαστημική, EV ADAS
|
OSP (συντηρητικό οργανικής συγκόλλησης)
|
0,1-0,3μm οργανική μεμβράνη
|
Καλό (σύντομη διάρκεια ζωής)
|
Χαμηλή (σπρέι αλατιού 300 ωρών)
|
6 μήνες
|
1.2x
|
Συσκευές Short-Lifespan (Ιατρικά Εργαλεία μίας χρήσης)
|
Γιατί η επιλογή τελειώματος είναι μη διαπραγματεύσιμη
Α. Medical Devices: Το ENEPIG είναι υποχρεωτικό-αποφεύγει το "μαύρο μαξιλάρι" (μια εύθραυστη ένωση νικελίου-χρυσού που προκαλεί αποτυχίες των αρθρώσεων) και αντέχει την αποστείρωση της αυτόκλειστης (134 ° C, πίεση 2 bar).
B.Aerospace: Η διάρκεια ζωής των 18 μηνών του Enig εξασφαλίζει ότι τα PCB παραμένουν συγκολλητικά κατά τη διάρκεια της μακράς αποθήκευσης (π.χ. δορυφορικά συστατικά που αποθηκεύονται για 2 χρόνια πριν από την έναρξη).
C.Consumer Electronics: Το HASL είναι οικονομικά αποδοτικό για τηλεοράσεις ή παιχνίδια, όπου τα PCB συναρμολογούνται γρήγορα και αντικαθίστανται κάθε 2-3 χρόνια.
D.EVS: Το ENEPIG χρησιμοποιείται σε PCB ραντάρ ADAS - η αντίσταση στη διάβρωση (1.500 ώρες ψεκασμού άλατος) εμποδίζει τις αποτυχίες από το οδικό αλάτι και την υγρασία.
6. Πλαίσιο επιλογής υλικού: Πώς να επιλέξετε τον σωστό συνδυασμό
Με τόσες πολλές επιλογές, η επιλογή των υλικών PCB μπορεί να αισθάνεται συντριπτική. Χρησιμοποιήστε αυτό το πλαίσιο 4 βημάτων για να ευθυγραμμίσετε τα υλικά με την εφαρμογή σας:
Βήμα 1: Καθορίστε τις απαιτήσεις απόδοσης
A. Electrical: Ποια είναι η μέγιστη συχνότητα (π.χ. 28GHz για 5G) ή ρεύμα (π.χ. 30Α για EV BMS); Τα χαμηλά υποστρώματα DK (Rogers) και ο παχύς χαλκός (2oz+) απαιτούνται για υψηλή απόδοση.
B.thermal: Ποια είναι η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας (π.χ. 150 ° C για την αυτοκινητοβιομηχανία); Επιλέξτε υποστρώματα υψηλής TG (FR4 TG 170 ° C) και MCPCBS για τη διάχυση της θερμότητας.
Γ. ΜΗΧΑΝΙΚΟΤΗΤΑ: Θα αντισταθμίσει το PCB (Wearables) ή θα αντέξει δόνηση (αεροδιαστημική); Τα εύκαμπτα υποστρώματα πολυϊμιδίου και ο τυλιγμένος χαλκός είναι κρίσιμα εδώ.
Βήμα 2: Εξετάστε το κόστος έναντι της αξίας
A.Consumer Electronics: Προτεραιότητα σε υλικά χαμηλού κόστους (FR4, 1OZ Electrolytic Copper, HASL) για να καλύψουν τα σημεία τιμών (π.χ. ένα smartphone $ 200 δεν μπορεί να αντέξει τα υποστρώματα Rogers).
Β. ΥΨΗΛΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΗ (Ιατρική/Αεροδιαστημική): Επενδύστε σε υλικά πριμοδότησης (ENEPIG, Polyimide, Rogers) -Το (10 επιπλέον ανά PCB αποφεύγει) 100k+ απαιτήσεις εγγύησης ή ρυθμιστικά πρόστιμα.
Βήμα 3: Ελέγξτε τη συμβατότητα κατασκευής
Τα υλικά a.ensure λειτουργούν με τη διαδικασία συναρμολόγησης:
Τα εύκαμπτα PCB απαιτούν έλλειμμα χαλκού και πολυϊμιδίου μάσκας - ο ηλεκτρολυτικός χαλκός θα σπάσει κατά τη διάρκεια της κάμψης.
Οι διαδρομές μεγάλου όγκου (100k+ PCBs) επωφελούνται από το μεταξοτυπικό μεταξοτυπικό (γρήγορη θεραπεία) έναντι εποξειδικής (πιο αργή).
Βήμα 4: Επικύρωση συμμόρφωσης
A.Automotive: Τα υλικά πρέπει να πληρούν το IATF 16949 (π.χ. μάσκα συγκόλλησης υψηλής TG, ENEPIG).
Β. Medical: Το ISO 13485 απαιτεί βιοσυμβατά υλικά (π.χ. ENEPIG, πολυϊμίδιο).
C. Global Markets: ROHS Compliance Bans Lead-Choose χωρίς μόλυβδο Hasl (SN-CU) ή Enig.
7. Συνδυασμοί υλικού πραγματικού κόσμου ανά βιομηχανία
Για να κάνετε την επιλογή υλικού σκυροδέματος, εδώ είναι αποδεδειγμένοι συνδυασμοί για κοινές εφαρμογές:
Ηλεκτρονικά καταναλωτικά (Smartphone Main PCB)
1. Υποβρύχιο: High-TG FR4 (TG 170 ° C)
2.COPPER FOIL: 1OZ Electrolytic (στρώματα σήματος), ηλεκτρολυτική 2oz (επίπεδα ισχύος)
3. Solder Mask: Standard LPI Green (TG 130 ° C)
4.Silkscreen: Εποξειδική εποξειδική υπεριώδη ακτινοβολία (κείμενο 0,8mm)
.
6.Γιότι λειτουργεί: Το FR4 διατηρεί το κόστος χαμηλό, οι χαλκές 2oz χειρίζονται τα ρεύματα φόρτισης (15a), και η Enig εξασφαλίζει αξιόπιστη συγκόλληση BGA (0,4mm pitch).
Automotive (EV Inverter PCB)
1. Υποβρύχιο: πυρήνας αλουμινίου (MCPCB)
2.COPPER FOIL: 3oz Electrolytic (χειρίζεται 50Α ρεύματα)
3. Solder Mask: High-Tg LPI (TG 180 ° C)
4.Silkscreen: εποξειδική βάση (αντιστέκεται στο πετρέλαιο/χημικά)
.
6.Γιατί λειτουργεί: Το MCPCB διαλύει τη θερμότητα IGBT, ο χαλκός 3oz φέρει υψηλό ρεύμα και το ENEPIG αντέχει τις συνθήκες κάτω από την κατάσταση.
Ιατρικό (ελεγκτής βηματοδότη PCB)
1. Υποβρύχιο: πολυϊμίδιο (εύκαμπτο, βιοσυμβατό)
2.COPPER FOIL: 1OZ έλασης (εύκαμπτη, χαμηλή τραχύτητα επιφάνειας)
3. Solder Mask: εύκαμπτο LPI (βιοσυμβατό με βάση πολυϊμίδιο)
4.Silkscreen: Epoxy (αντιστέκεται στα σωματικά υγρά)
.
6.Γιατί λειτουργεί: Το πολυϊμίδιο στρέφεται με την κίνηση του σώματος, ο κυλινδρικός χαλκός αποφεύγει τις ρωγμές και η ENEPIG πληροί τα πρότυπα ISO 13485.
Αεροδιαστημική (δορυφορική επικοινωνία PCB)
1. Υποβρύχιο: PTFE (χαμηλό DK για σήματα 60GHz)
2.COPPER FOIL: 2oz έλασης (ανθεκτικό στην ακτινοβολία)
3. Solder Mask: High-Tg LPI (TG 180 ° C, ανθεκτική στην ακτινοβολία)
4.Silkscreen: Epoxy (αντιστέκεται στο κενό και τις μεταβολές της θερμοκρασίας)
5. Σειρά φινίρισμα: Enig (διάρκεια ζωής 18 μηνών)
6. Γιατί λειτουργεί: Το PTFE ελαχιστοποιεί την απώλεια σήματος στο διάστημα, ο τυλιγμένος χαλκός αντιστέκεται σε ζημιές από την ακτινοβολία και το Enig εξασφαλίζει τη συγκόλληση μετά από μακρά αποθήκευση.
Συχνές ερωτήσεις για υλικά PCB
Ε: Μπορώ να αναμίξω διαφορετικά υλικά υποστρώματος σε ένα PCB;
Α: Ναι- "Hybrid" PCB συνδυάζουν υλικά για συγκεκριμένες ανάγκες. Για παράδειγμα, ένα PCB δρομολογητή 5G μπορεί να χρησιμοποιήσει το Rogers για το τμήμα MMWAVE (χαμηλό DK) και FR4 για τα υπόλοιπα (εξοικονόμηση κόστους). Απλά βεβαιωθείτε ότι τα υλικά έχουν παρόμοια CTE (συντελεστής θερμικής διαστολής) για να αποφύγετε τη στρέβλωση κατά τη διάρκεια της αναδιάρθρωσης.
Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ 1oz και 2oz χαλκού για ίχνη σήματος;
Ο χαλκός Α: 1oz (35 μm) είναι επαρκής για τα περισσότερα σήματα (≤10a, ≤1GHz), ενώ απαιτείται 2oz (70μm) για υψηλότερα ρεύματα (10-30Α) ή χαμηλότερη αντίσταση (κρίσιμη για μεγάλα ίχνη σε βιομηχανικά PCBs). Ο χαλκός 2oz διαλύει επίσης τη θερμότητα καλύτερα, μειώνοντας τις θερμοκρασίες ιχνοστοιχείων κατά 15 ° C στα 20Α.
Ε: Γιατί το πράσινο είναι το πρότυπο χρώμα μάσκας συγκόλλησης;
Α: Το πράσινο μελάνι χρησιμοποιεί μια χρωστική (φθαλοκυανίνη πράσινη) που είναι προσιτή, σταθερή με υπεριώδη ακτινοβολία και παρέχει υψηλή αντίθεση με το χαλκό-καθιστώντας εύκολο για τους επιθεωρητές να εντοπίζουν ελαττώματα (π.χ. μάσκα συγκόλλησης που λείπει, γρατσουνιές). Άλλα χρώματα (μαύρο, λευκό) είναι αισθητικά ή λειτουργικά αλλά κοστίζουν περισσότερο.
Ε: Το Enepig αξίζει το επιπλέον κόστος έναντι του Enig;
Α: Για εφαρμογές υψηλής αξιοπιστίας (ιατρική, αεροδιαστημική), ναι-Enepig προσθέτει ένα στρώμα παλλαδίου που εξαλείφει το "μαύρο μαξιλάρι" (ένα σημαντικό σημείο αποτυχίας στο ENIG) και βελτιώνει την αντοχή του συρμάτων κατά 30%. Για τα καταναλωτικά ηλεκτρονικά, η Enig είναι συνήθως επαρκής.
Ε: Μπορούν τα ευέλικτα PCB να χρησιμοποιήσουν το υπόστρωμα FR4;
Α: ΟΧΙ -FR4 είναι άκαμπτο και θα σπάσει όταν λυγίσει. Τα εύκαμπτα PCB απαιτούν υποστρώματα πολυιμιδίου ή πολυεστέρα, σε συνδυασμό με τυλιγμένο φύλλο χαλκού (αρκετά όλκιμο για να αντέχουν κάμψη).
Σύναψη
Τα υλικά PCB δεν είναι εναλλάξιμα - κάθε επιλογή (υπόστρωμα, χαλκός, μάσκα συγκόλλησης, φινίρισμα) επηρεάζει άμεσα την απόδοση, την αξιοπιστία και το κόστος. FR4 και 1oz Χαλκών για το 80% των εφαρμογών των καταναλωτών, αλλά 5G, EVs και ιατρικές συσκευές απαιτούν εξειδικευμένα υλικά όπως Rogers, 2oz+ χαλκός και ENEPIG.
Το κλειδί για την επιτυχία είναι η ευθυγράμμιση των υλικών με τις μοναδικές ανάγκες της εφαρμογής σας:
Α. Παρουσιάστε τα χαμηλά υποστρώματα DK για σχέδια υψηλής συχνότητας.
Β. ΤΟ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΧΑΛΥΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ.
Γ. Χρησιμοποιήστε υλικά υψηλής θερμοκρασίας για αυτοκινητοβιομηχανία/βιομηχανικά περιβάλλοντα.
Δ. Συγκέντρωση σε φινιρίσματα υψηλής ποιότητας (ENEPIG) για PCBs μακράς Lifespan ή Safety-Critical.
Ακολουθώντας αυτόν τον οδηγό, θα αποφύγετε το 35% των αποτυχιών PCB που προκαλούνται από αναντιστοιχίες υλικών - και δημιουργήστε προϊόντα που πληρούν τους στόχους απόδοσης, παραμένουν εντός του προϋπολογισμού και αντέχουν στη δοκιμασία του χρόνου. Είτε είστε έμπειρος μηχανικός είτε ιδρυτής εκκίνησης, η Mastering PCB Materials είναι το πρώτο βήμα για τη δημιουργία ηλεκτρονικών ειδών που ξεπερνούν και ξεπερνούν τον ανταγωνισμό.
Στείλτε το αίτημά σας απευθείας σε εμάς