正確的PCB基板選擇使您的PCB設計成功一半
發(fā)布日期:2020-06-18
但是,許多PCB設計人員都是專門從事電路設計的,一些PCB設計人員認為基板的選擇是PCB制造工藝的問題,而忽略了重要的一點,即應根據(jù)產(chǎn)品組裝工藝環(huán)境選擇設計規(guī)格,并且結(jié)果是設計產(chǎn)品不能滿足批量生產(chǎn)的技術(shù)要求。由于對PCB材料的了解不足,工廠員工有時會導致生產(chǎn)中相應焊接工藝的選擇不當,從而導致大量產(chǎn)品報廢或嚴重的焊接質(zhì)量問題。
PCB有多種類型的基板,而CCL(覆銅箔層壓板)是制造PCB的主要材料。根據(jù)所用增強材料的種類,主要分為紙基,玻璃纖維基,復合基和金屬基。在我們每天使用的電子產(chǎn)品中,紙基和玻璃纖維基是最常用的。
紙基材是用浸有酚醛或環(huán)氧樹脂的纖維紙加固的覆銅板。在紙基覆銅板中,常見品牌是XPC,XXXPC,F(xiàn)R-1,F(xiàn)R-2,F(xiàn)R-3和其他品種。
由于紙張的松動,它只能在加工過程中打孔,而不能打孔。此外,吸水率也很高,因此普通紙基材僅適合制作單塊面板。由于紙基基材的Z系數(shù)大,熱膨脹系數(shù)大,會導致金屬化孔,溫度變化時焊點會破裂。選擇這種類型的基板設計時,通常不建議使用金屬過孔。
通常,紙基材料的主要缺點是其物理強度差,抗沖擊性差,材料尺寸穩(wěn)定性差,介電性能不穩(wěn)定以及易于損壞。它的優(yōu)點是沖壓能力強,成本低,其電氣性能可以滿足一般非關(guān)鍵電子產(chǎn)品的設計要求。其中,沖壓加工性使批量生產(chǎn)的紙基產(chǎn)品在加工方面更經(jīng)濟。
就耐熱性而言,所有厚度為1.6mm或以上的紙基浸焊表面的耐熱性應在260攝氏度下在5秒鐘內(nèi)滿足無異常的工藝要求,并且空氣中的耐熱性應滿足測試條件是在120度下30分鐘內(nèi)沒有氣泡分層。基于上述特性,這樣的基板通??梢詽M足波峰焊,分配和固化的焊接條件。由于高溫和無鉛回流焊接的持續(xù)時間,這種基板通常不適合于回流焊接。
玻璃纖維基材覆銅板是覆銅板,其中玻璃纖維浸漬有樹脂作為增強材料。常見的標準等級為G10,G11,F(xiàn)R4,F(xiàn)R5。標準的FR4環(huán)氧玻璃纖維板(FR4環(huán)氧/ E玻璃纖維)已經(jīng)使用了多年,并被證明是在電路板行業(yè)廣泛使用的最成功的材料。對于高頻領(lǐng)域的某些產(chǎn)品,當普通的FR4環(huán)氧玻璃纖維不再能滿足產(chǎn)品的性能要求時,多功能高溫環(huán)氧樹脂和聚酰亞胺玻璃纖維已經(jīng)得到開發(fā)和應用。其他樹脂材料包括雙馬來酰亞胺改性的三嗪樹脂(BT),二苯醚樹脂(PPO),馬來酸酐酰亞胺-苯乙烯樹脂(MS),多異氰酸酯樹脂,聚烯烴樹脂等。就增強材料而言,符合以下要求的材料高性能的是S玻璃纖維和D玻璃纖維。對于通常沒有特殊要求的電子產(chǎn)品,可以使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為130至140度的FR4材料。介電常數(shù)通常在4.5和5.4之間。對于剛性基材,樹脂含量越低,介電常數(shù)越高。當電路板具有較高的耐熱性要求時,有必要在170至180攝氏度之間選擇環(huán)氧樹脂材料。這種基材具有更好的尺寸穩(wěn)定性,因此主要用于BGA,TAB,以及需要在裝配中進行多次高溫焊接的設計,例如雙面表面貼裝。