Materiais para Placas de Circuito Impresso

Os materiais para placas de circuito impresso (PCB) são os substratos usados para fabricar placas de circuito impresso, que são componentes essenciais de muitos dispositivos eletrônicos. Os materiais de PCB têm quatro requisitos básicos: boa condutividade elétrica, boa condutividade térmica, boas propriedades mecânicas e boa estabilidade química. Há vários materiais diferentes que podem ser usados para fabricar placas de circuito impresso, cada um com suas próprias propriedades e vantagens exclusivas.

Material para PCB rígida FR4

Materiais de Padrão FR-4

Os materiais da Hitechpcb são fornecidos como FR-4 padrão para placas de circuito rígido com opções para temperatura de transição vítrea média e alta. Alguns dos materiais incluem KB-6160 como FR-4 padrão, KB-6167, S1000-2, IT180A, 370HR, FR408 para alta Tg.

Esses materiais FR-4 são derivados de resina de alta qualidade e laminados de fibra de vidro com diferentes opções de espessura.

Você verá que esses materiais FR-4 são usados com filmes de cobre para uma variedade de aplicações que exigem diferentes necessidades de energia.

Além disso, você descobrirá que eles possuem fortes propriedades mecânicas, como resistência à flexão, com impressionantes propriedades térmicas e elétricas. Sua resistência a mudanças de material na exposição a diferentes valores de temperatura proporciona juntas mais fortes e estabilidade.

Material para PCB de alta velocidade

N4000-13 EP Laminado e pré-impregnado epóxi multifuncional de alta velocidade

O Nelco N4000-13 EP é um sistema aprimorado de resina epóxi projetado para os requisitos atuais sem chumbo, nos quais são necessários vários refluxos de solda em temperaturas próximas a 260ºC. O N4000-13 EP oferece maior confiabilidade térmica sem comprometer as propriedades elétricas e de perda de sinal que tornaram a família de produtos Nelco N4000-13 o padrão do setor para projetos exigentes de alta velocidade e baixa perda. O N4000-13 EP SI é excelente para aplicações que exigem integridade de sinal ideal e controle de impedância preciso, mantendo a alta resistência CAF e a confiabilidade térmica.

Nelco 4000-13 VS FR408HR VS Megtron 6

O projeto de interconexão que suporta uma taxa de dados superior a 50 Gbps é necessário para dar suporte a sistemas de backplane Terabit. Para prever e otimizar o desempenho de links de alta velocidade que operam a 50 Gbps ou mais, é essencial modelar e caracterizar com precisão os sistemas de interconexão. Os modelos de interconexões precisam ser de banda larga e incluir efeitos de alta frequência que não eram críticos nessas taxas de dados na faixa de 10 a 20 Gbps. Para taxas de dados mais altas, a modelagem muito cuidadosa da propagação de sinais em traços de PCB e de pacotes exige a identificação adequada das propriedades dependentes de frequência do condutor e do dielétrico em uma banda de frequência extremamente ampla. Além disso, a modelagem 3D e a caracterização das estruturas de transição são essenciais para entender e otimizar a propagação da onda e minimizar a incompatibilidade em várias estruturas de transição, como via e BGA, na interface entre o pacote e a PCB.

Espera-se que os laminados de baixa perda, como o Megtron 6 da Panasonic, o FR408HR do Isola Group e o Nelco 4000-13 EPSI da Park Electrochemical Corp. sejam os principais facilitadores para projetar placas que funcionem com taxas de dados mais altas. Esses laminados oferecem características dielétricas muito mais estáveis e têm uma perda consideravelmente menor em altas frequências. Para investigar o efeito dos laminados de baixa perda e ver o impacto da rugosidade da superfície, das propriedades dielétricas e dos efeitos da trama de vidro, foram utilizadas várias placas com Megtron 6 com acabamento Hyper Very Low Profile (HVLP) e acabamento Reverse-Treated Foil (RTF), Nelco 4000-13 EPSI com folha de cobre RTF e trama de vidro padrão, Isola FR408HR com folha de cobre RTF e trama de vidro padrão. Ele mostra as propriedades elétricas típicas desses laminados passa-baixa estudados neste trabalho e de uma placa FR-4 típica para comparação.

As placas fabricadas foram submetidas a uma seção transversal para verificar com precisão todas as dimensões das linhas de transmissão. Ela mostra a seção transversal da placa com o FR408HR da Isola, Nelco N4000-13 EPSI, Megtron 6 com acabamentos RTF e HVLP. As dimensões da espessura e da largura do condutor, o espaçamento entre os traços e as alturas das camadas superior e inferior estão todos marcados em mícrons (µm).

As medições dos parâmetros de dispersão são feitas com um analisador de rede vetorial (VNA) de 4 portas de 67 GHz usando sondas de alta frequência com configuração GSSG de 200 um de passo e conectores de encaixe de alta frequência. São medidos os dois conjuntos de redes diferenciais com traços de 6 pol. e 12 pol. de comprimento para FR408HR, Nelco N4000-13 EPSI, Megtron 6 com RTF e acabamento HVLP. A perda de inserção de modo diferencial e comum medida para os traços de 12 pol. das quatro placas é mostrada. As perdas de inserção simuladas de estruturas semelhantes usando placas FR4 também são plotadas para comparações. Os gráficos mostram atenuações que estão de acordo com as propriedades elétricas desses laminados apresentadas na Tabela I. A perda de inserção diferencial medida do Megtron 6 com acabamento HVLP mostra uma melhoria de cerca de 2 dB em relação ao Megtron 6 com acabamento RTF a 25 GHz. O Megtron 6 com acabamento HVLP também apresenta melhorias de cerca de 4 dB e 6 dB em relação ao Nelco N4000-13 EPSI e ao FR408HR, respectivamente. O traço de 12 pol. no Megtron 6 com laminado HVLP apresenta cerca de 20 dB a menos de perda quando comparado a um traço semelhante na placa FR-4.

Os atrasos de grupo diferencial dos traços de 12 pol. são calculados a partir dos parâmetros S de quatro portas medidos. Os atrasos por polegada das quatro placas são plotados como funções de frequência. O atraso de grupo simulado para a placa FR-4 também está incluído nos gráficos. O Nelco N4000-13 EPSI mostra o menor atraso, conforme esperado pelo valor da constante dielétrica desse laminado. O FR-4 típico mostra o atraso mais longo, conforme previsto por sua constante dielétrica mais alta.

As simulações no domínio do tempo também são realizadas usando os parâmetros S medidos para calcular a resposta de um único bit para uma excitação de um pulso com amplitude de 1 V e largura de 20 ps (correspondente a uma taxa de dados de 50 Gbps) e tempo de subida e descida de 8 ps. Isso mostra que as respostas de um único bit da placa Megtron 6 sofreram as menores atenuações, conforme previsto ao observar a perda de inserção diferencial mostrada. Por outro lado, as respostas de um único bit do FR-4 sofreram a maior atenuação e degradação de borda, seguidas de perto pelo FR408HR, quando comparadas às placas Megtron 6. Embora a resposta de um único bit do Nelco N4000-13 EPSI tenha sofrido atenuação e dispersão semelhantes às do FR408HR, ele sofreu o menor atraso devido à sua baixa constante dielétrica.

Material para PCB flexível

Que material de substrato é usado para PCBs flexíveis?

As PCBs flexíveis são placas de circuito impresso que podem ser dobradas e torcidas sem quebrar. Essas PCBs são úteis na tecnologia vestível, especialmente na fabricação de equipamentos biomédicos.

Consequentemente, a composição do material do substrato dessas PCBs precisa acomodar as forças de flexão e torção. A poliéster é o material comumente usado para substratos em PCBs flexíveis.

Ela é fornecida como um filme fino com uma faixa de espessura estreita que não excede 120 micrômetros. A espessura da poliéster determinará sua flexibilidade. Assim, uma espessura grande resulta em flexibilidade reduzida ou rigidez aumentada.

Quais são as caracter ísticas do material de PCB de poliéster?

Embora a poliéster seja notável por sua propriedade flexível, ela tem outras características notáveis. Entre elas estão: A poliéster tem uma faixa de temperatura de trabalho elevada, o que permite seu uso em aplicações militares extremas. Esse material é capaz de suportar grandes deformações induzidas pelo calor.

Além disso, as propriedades elétricas da poliéster são impressionantes. A poliéster a tem uma resistência à tração notável, o que lhe confere uma resistência notável em condições de aplicação adversas.

A capacidade de resistência à interferência química da poliéster é alta. Algumas poliimidas têm um coeficiente de expansão equivalente ao do cobre, o que permite respostas semelhantes às mudanças térmicas.

No entanto, as poliimidas são limitadas no seguinte caso: A taxa de absorção de umidade e teor de água pelas poliimidas é alta. A umidade absorvida ou o teor de água pode chegar a quase três por cento do seu peso. As poliimidas têm preços exorbitantes, o que as torna caras. Embora as poliimidas tenham características excepcionais de temperatura, elas estão sujeitas às forças que mantêm as camadas unidas.

Material para PCB de alumínio

Podemos produzir PCBs com núcleo metálico com base em nosso material em estoque para que você não precise esperar um longo prazo de entrega dos materiais. Temos uma gama completa das melhores matérias-primas em estoque para atender à sua aplicação de PCB com núcleo metálico, como BoYu, Ploytronics, Totking, Bergquist, Laird, Kinwong, Doosan, ITEQ, etc. Também podemos sugerir um fabricante local de matéria-prima com núcleo metálico para PCB de boa qualidade que se adapte aos seus projetos e, o mais importante, pode reduzir seu custo.

Material para PCB de micro-ondas RF

Folha de dados RO3000

Os laminados RO3000 são compostos de PTFE com enchimento cerâmico destinados a serem utilizados em aplicações comerciais de micro-ondas e RF. Os laminados da série R03000 são materiais de circuito com propriedades mecânicas muito consistentes, independentemente da constante dieléctrica selecionada. Devido a esta caraterística, ao conceber placas multicamadas com diferentes constantes dieléctricas, haverá muito poucos ou nenhuns problemas. A constante dieléctrica VS temperatura dos materiais da série RO3000 é muito estável. Os laminados RO3000 também estão disponíveis numa vasta gama de constantes dieléctricas (3,0 a 10,2). As aplicações mais comuns são:

1. Componentes de RF para montagem em superfície,

2. Antenas GPS, e

3. Amplificadores de potência.

Folha de dados do RO4000

Os laminados e pré-impregnados RO4000 possuem propriedades favoráveis que são muito úteis em circuitos de micro-ondas e em casos em que é necessária uma impedância controlada. Esta série de laminados tem um preço muito optimizado e também é fabricada utilizando processos FR4 padrão, o que a torna adequada para PCBs multicamadas. Além disso, pode ser processado sem chumbo. A série de laminados RO4000 oferece uma gama de constantes dieléctricas (2,55-6,15) e está disponível em versões retardadoras de chama UL 94 V-0. As aplicações mais populares deste produto são:

1. Chips RFID,

2. Amplificadores de potência,

3. Radares para automóveis, e

4. Sensores.

Material para PCB de cerâmica

PCB de cerâmica em alta pressão, alto isolamento, alta frequência, alta temperatura e produtos electrónicos de alta fiabilidade e de pequeno volume, então PCB de cerâmica será a sua melhor escolha.

Porque é que a placa de circuito impresso de cerâmica tem um desempenho tão excelente?

96% ou 98% de alumina (Al2O3), nitreto de alumínio (ALN) ou óxido de berílio (BeO)

Material condutor: Para a tecnologia de película fina, tecnologia de película espessa, será paládio de prata (AgPd), plládio de ouro (AuPd); Para DCB (Direct Copper Bonded) será apenas cobre

Temperatura de aplicação: -55~850C

Valor da condutividade térmica: 16W~28W/m-K (Al2O3); 150W~240W/m-K para ALN, 220~250W/m-K para BeO;

Resistência máxima à compressão: >7.000 N/cm2

Tensão de rutura (KV/mm): 15/20/28 para 0,25 mm/0,63 mm/1,0 mm, respetivamente.

Coneficiente de expansão térmica (ppm/K): 7,4 (abaixo de 50~200C)