Introdução de materiais PCB
Eles são geralmente divididos em cinco categorias de acordo com os diferentes materiais de reforço utilizados para as placas: à base de papel, à base de tecido de fibra de vidro, à base de compósito (série CEM), à base de placas laminadas multicamadas e à base de materiais especiais (cerâmica, à base de núcleo metálico, etc.).
Se categorizado pelo adesivo de resina usado nas placas, para CCI comum à base de papel, existem vários tipos, como resina fenólica (XPC, XXXPC, FR-1, FR-2, etc.), resina epóxi (FE-3), resina de poliéster, etc. Para CCL comum à base de tecido de fibra de vidro, existe a resina epóxi (FR-4, FR-5), que é o tipo mais comumente usado. Existem também outras resinas especiais (usando tecido de fibra de vidro, fibra de poliimida, tecidos não tecidos, etc., como materiais de reforço), como resina modificada com bismaleimida-triazina (BT), resina de poliimida (PI), resina de éter p-fenileno (PPO), resina de maleimida-estireno (MS), resina de policianurato, resina de poliolefina, etc. (UL94-V0, UL94-V1) e placas do tipo não retardante de chama (UL94-HB).
Nos últimos anos, com a crescente conscientização sobre questões de proteção ambiental, um novo tipo de variedade de CCL sem compostos bromados foi introduzido em CCLs retardadores de chama, denominado "CCL retardador de chama verde". À medida que a tecnologia de produtos eletrônicos se desenvolve rapidamente, requisitos de desempenho mais elevados são impostos ao CCL. Portanto, a partir da Classeificação de desempenho do CCL, eles podem ser divididos em CCL de desempenho geral, CCL de baixa constante dielétrica, CCL de alta resistência ao calor (L para placas gerais é superior a 150 ℃), baixo coeficiente de expansão térmica CCL (geralmente usado em placas de embalagem) e outros tipos.
Detalhes de parâmetros e aplicações são os seguintes:
1. 94-HB: Cartão de papel comum, não à prova de fogo (o material de menor qualidade, usado para perfurações, não pode ser usado como placa de fonte de alimentação)
2. 94-V0: Cartão de papel retardador de chamas (usado para perfurações)
3. 22F: Placa de semifibra de vidro unilateral (usada para perfurações)
4. CEM-1: Placa de fibra de vidro unilateral (deve ser perfurada com computador, não pode ser perfurada)
5. CEM-3: Placa dupla-face de semi-fibra de vidro (exceto para placa de papel dupla-face, é o material mais barato para placas dupla-face. Placas simples de dupla face podem ser feitas com este material e é mais barato que FR-4)
6. FR-4: Placa de fibra de vidro dupla face. As propriedades retardantes de chama são divididas em 94VO-V-1-V-2-94HB. A folha semicurada é 1080 = 0,0712 mm, 2116 = 0,1143 mm, 7628 = 0,1778 mm. FR4 e CEM-3 são usados para indicar o material da placa, o FR4 uma placa de fibra de vidro e CEM-3 uma placa de base composta.
Constante dielétrica de materiais PCB
A pesquisa sobre a constante dielétrica de materiais de PCB ocorre porque a velocidade e a integridade do sinal de transmissão do sinal no PCB são afetadas pela constante dielétrica. Portanto, esta constante é extremamente importante. A razão pela qual o pessoal de hardware ignora este parâmetro é que a constante dielétrica é determinada quando o fabricante escolhe diferentes materiais para fazer a placa PCB.
Constante dielétrica: Quando um meio é submetido a um campo elétrico externo, produzirá uma carga induzida que enfraquece o campo elétrico. A razão entre o campo elétrico original aplicado (no vácuo) e o campo elétrico final no meio é a constante dielétrica relativa (ou constante dielétrica), também conhecida como constante dielétrica, que está relacionada à frequência.
A constante dielétrica é o produto da constante dielétrica relativa e da constante dielétrica absoluta do vácuo. Se um material com alta constante dielétrica for colocado em um campo elétrico, a intensidade do campo elétrico sofrerá uma diminuição significativa dentro do dielétrico. A constante dielétrica relativa de um condutor ideal é infinita.
A polaridade dos materiais poliméricos pode ser determinada pela constante dielétrica do material. Geralmente, as substâncias com constante dielétrica relativa superior a 3,6 são substâncias polares; substâncias com constante dielétrica relativa na faixa de 2,8 a 3,6 são substâncias polares fracas; e substâncias com constante dielétrica relativa inferior a 2,8 são substâncias apolares.
Constante dielétrica de materiais FR4
A constante dielétrica (Dk, ε, Er) determina a velocidade com que o sinal elétrico se propaga no meio. A velocidade de propagação do sinal elétrico é inversamente proporcional à raiz quadrada da constante dielétrica. Quanto menor a constante dielétrica, mais rápida será a transmissão do sinal. Vamos fazer uma analogia. Quando você corre na praia, a profundidade da água que cobre seus tornozelos representa a viscosidade da água, que é a constante dielétrica. Quanto mais viscosa for a água, maior será a constante dielétrica e mais devagar você corre.
A constante dielétrica não é fácil de medir ou definir. Não está relacionado apenas às características do meio, mas também ao método de teste, frequência de teste, estado do material antes e durante o teste. A constante dielétrica também muda com a temperatura, e alguns materiais especiais levam a temperatura em consideração durante o desenvolvimento. A umidade também é um fator significativo que afeta a constante dielétrica; como a constante dielétrica da água é 70, uma pequena quantidade de água pode causar alterações significativas.
Perda dielétrica do material FR4: É a perda de energia causada pela polarização dielétrica e pelo efeito de atraso da condutividade dielétrica do material de isolamento sob a ação do campo elétrico. Também conhecida como perda dielétrica ou simplesmente perda. Sob a ação de um campo elétrico alternado, o ângulo de deficiência do cosseno da combinação vetorial entre a corrente que passa pelo dielétrico e a tensão através do dielétrico (ângulo do fator de potência Φ) é chamado de ângulo de perda dielétrica. A perda dielétrica do FR4 é geralmente em torno de 0,02, e a perda dielétrica aumenta à medida que a frequência aumenta.
Valor TG do material FR4: Também é chamada de temperatura de transição vítrea, que geralmente é 130 ℃, 140 ℃, 150 ℃ e 170 ℃.
Espessura padrão do material FR4
As espessuras comumente usadas são 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, 0,8 mm, 1,0 mm, 1,2 mm, 1,5 mm, 1,6 mm, 1,8 mm e 2,0 mm. O desvio de espessura da placa varia de acordo com a capacidade de produção da fábrica de placas. A espessura comum do cobre para placas revestidas de cobre FR4 é 0,5 onças, 1 onça e 2 onças. Outras espessuras de cobre também estão disponíveis e precisam ser consultadas com o fabricante da PCB para determinar.
