basmaterialen

PCB Basmaterial

Välja ytfinishen och få konstruktionen optimerad är viktiga steg för att säkerställa att produkten fungerar väl, men är att i slutet av processen? Nej, du också se till att det material som anges är tillgänglig inom fabriken och att fabriken är UL godkänd för att stödja sådana material.

Maxwell kretsar vet att det finns många alternativ när det gäller basmaterial och med vårt tekniska kunnande kan vi hjälpa guide och hjälpa dig när det gäller materialval och materialspecifikationer.

styvt material

Hur ska material specificeras?

Vår rekommendation är att inte ange ett visst märke eller typ av material när det är möjligt, eftersom detta kan i slutändan begränsa alternativen leveranskedjan när det gäller vem som kan stödja projektet. Anledningen till detta är att samtidigt som det finns många välkända varumärken av material i stor utsträckning används inom vår fabrik bas, det finns tillfällen där vissa fabriker har flera material märken eller preferenser som uppnår önskad materialspecifikation. Tillgänglighet och faktiskt priset kan då bli faktor som varumärke kommer att användas.

Detta betyder inte att du inte kan ange kända material, långt därifrån. Om du har erfarenhet av ett material som du vet fungerar för din produkt, då är det helt enkelt refereras med en kommentar som anger ”eller likvärdig” och Maxwell CIRCUITS tekniker och lag upphandling kan granska och erbjuda ett alternativ som kommer att uppfylla de funktionella behov utan avkall på prestanda.

Varje välkänd tillverkare av material kommer att ha sin produkt kategoriseras i enlighet med IPC 4101 (specifikation för basmaterial för styva och flerskikts mönsterkort) i syfte av denna specifikation är att identifiera och kategorisera prestandaegenskaper. Använder denna kategorisering tillvägagångssätt är idealiskt eftersom det definieras egenskaperna hos basmaterialet, i detalj, och låta fabriken för att följa IPC-4101-xxx kategorisering ger dem möjlighet att välja klokt sätt garantera prestanda är inget mindre än väntat.

Om du vill ha mer information om IPC 4101 eller materialspecifikationsmetoder, vänligen kontakta Maxwells kretsar som kommer att vara glada att hjälpa till.

Nyckelfaktorer i ange materialegenskaper

När man beaktar de prestandaegenskaperna hos basmaterialet, bör hänsyn tas till både de mekaniska egenskaperna (särskilt i förhållande till hur materialet skall utföra under värmecykling / lödningsoperationer) och även de elektriska egenskaper som är förknippade med materialet. Dessa är vanligtvis betraktas som de vanligaste faktorerna för val av standardprodukter. Denna kommentar är baserad på allt material som anses kunna uppfylla UL Antändningsreferensvärde V”0.

Nyckelmaterialegenskaper

CTE - Z-axeln (Co-effektiva värmeutvidgnings): Detta är ett mått på hur mycket basmaterialet kommer att expandera vid uppvärmning. Mätt som PPM / grad C (både före och efter Tg) och även i% över ett temperaturområde.
Td (Sönderfallstemperatur): Detta är den temperatur vid vilken materialviktförändringar med 5%. Denna parameter bestämmer den termiska överlevnadsförmåga hos materialet.
Tg (glasövergångstemperatur): Den temperatur vid vilken materialet stannar agerar som ett styvt material och börjar bete sig som en plast / mjukare.
T260 (Tid till delaminering): Detta är den tid det tar för basmaterialet att delamineras när det utsätts för en temperatur av 260 ° C
T288 (Tid till delaminering): Detta är den tid det tar för basmaterialet att delamineras när det utsätts till en temperatur av 288 ° C
Dk (dielektricitetskonstant): förhållandet mellan kapacitansen med användning att materialet som ett dielektrikum, jämfört med en liknande kondensator som har ett vakuum som sitt dielektrikum.
CTI (Jämförande spårningsindex): Ett mått på de elektriska nedbrytningsegenskaperna hos ett isolerande material. Det används för elsäkerhet bedömning av elektriska apparater. Rating kan ses nedan.

Spänning (V) CTI
600 och större 0
400 genom 599 1
250 genom 399 2
175 genom 249 3
100 genom 174 4
<100 5

Nedanstående tabell är ett utdrag ur vissa egenskaper från IPC-4101 klassifikationer, belyser några av detaljerna redan refererade.

IPC-4101 99 101 121 124 126 127 128 129 130
Tg (min) C 150 110 110 150 170 110 150 170 170
Td (min) C 325 310 310 325 340 310 325 340 340
CTE Z 50-260 C 3,5% 4% 4% 3,50% 3% 4% 3,50% 3,50% 3%
T260 (min) minuter 30 30 30 30 30 30 30 30 30
T288 (min) minuter 5 5 5 5 15 5 5 15 15
Fyllmedel> 5% Ja Ja NA NA Ja Ja Ja NA Ja
Dk / Permittivitet (max) 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4

Insulated Metal Substrate (IMS)

IMS effektiv teknik för värmeavledning

Nya möjligheter med isolerad metallsubstrat

För större mängder av energi eller lokala termiska belastningar, t ex i moderna konstruktioner med hög intensitet LEDS, kan användas IMS-teknologi. Förkortningen IMS, står för ”Insulated Metal Substrate”. Detta är en PCB byggd på en metallplatta - normalt aluminium - på vilken en speciell prepreg anbringas, de primära kvaliteter av som är en utmärkt kapacitet för värmeavledning och stor dielektrisk hållfasthet mot höga spänningar. Tillsammans med EBV och ett antal andra företag har Maxwell kretsar deltagit i utvecklingen av en demo produkt. Syftet är att locka marknaden? S uppmärksamma möjligheterna att kombinera högintensiva lysdioder med IMS-teknik.

Den viktigaste beståndsdelen - det värmeledande prepreg - är en keramisk eller bor-fyllt material, speciellt framtagen för att kunna avleda stora mängder värme. Dess värmeledningsförmåga är ofta 8-12 gånger större än för en FR4. Några välkända tillverkare av dessa material är Bergquist och Laird Technologies.

Bergquist

Den Bergquist Company är världsledande inom utveckling och tillverkning av värmeledande gränssnitt material. Termisk Clad Insulated Metal Substrate (IMS) har utvecklats av Bergquist som en värmehantering lösning för dagens högre yta watt-densitet mount applikationer där dö storlek reduceras och värme frågor är ett stort problem.
Läs mer om fördelarna med termisk plätering och konstruktionsregler »(extern länk).

Thermagon Laird Technologies

Laird Technologies är världens ledande designer och tillverkare av värmeledande gränssnittsmaterial för elektroniska konstruktioner.

Fördelarna med IMS PCB för värmeavledning

En IMS PCB kan utformas med en mycket låg termisk resistans. Om till exempel jämföra en 1,60 mm FR4 PCB till ett IMS-PCB med en 0,15 mm termisk prepreg kan du väl hitta den termiska resistansen är mer än 100 gånger högre än för FR4 PCB. I FR4 produkt skulle det vara mycket svårt att skingra alla större mängd värme.

Maxwell kretsar kan erbjuda ett brett utbud av material för att möta nästan alla kunders behov - vara så här med den exakta varumärke eller som hänvisas till ovan, motsvarande baserad på IPC-4101 klassificering / materialegenskaper. Materialen som kategoriseras i fyra sektioner - standard (allmänt tillgänglig), avancerad (specifika för ett mindre antal fabriker), flex och IMS.
En annan lösning är att kombinera FR4 material med vior, till exempel, som är pluggade med termiskt ledande pasta, vilket ger PCB bättre termiska egenskaper än normalt. Detta är ofta en mer kostnadseffektiv lösning, som traditionell FR4-teknik används.

Standard

Avancerad

Böja

IMS

Sheng Yi

Rogers

Tai Flex

Bergquist

ITEQ

Taconic

DuPont

Laird

Kingboard

Isola

tunn Flex

ITEQ

elit material

Nelco

Nanya

stilla

Mitsubishi

Panasonic

ATT TÄNKA PÅ :

När man beaktar de prestandaegenskaperna hos basmaterialet, bör hänsyn tas till både de mekaniska egenskaperna (särskilt i förhållande till hur materialet skall utföra under värmecykling / lödningsoperationer) och även de elektriska egenskaper som är förknippade med materialet.

Om du har några specifika frågor om basmaterial kontakta Maxwells kretsar.