Hjem > Blogg > Bransjenyheter > Hva er PCB-kort laget av?

Hva er PCB-kort laget av?

Dec 04
Kilde:
Hva er PCB-kort laget av?

PCB-kort er laget med noen få hovedmaterialer. Disse inkluderer kobber, harpiks, glass og glassfiber. Hoveddelene er substratet, kobberlaget, loddemasken, silketrykket og overflatebehandlingen. Disse materialene er valgt for sin styrke og fleksibilitet. De bidrar også til hvor godt elektrisitet beveger seg. Benlida lager PCB-kort med forskjellige antall lag for mange bruksområder:

  • 2-lags PCB er for enkel elektronikk.

  • 4-lags PCB er for mer avanserte enheter.

  • 6-lags PCB er for komplekst kommersielt utstyr.

  • 8-lags eller mer er for høyteknologiske systemer.

Hvert lag og materiale bidrar til at kretskortet fungerer bra på mange steder.

Viktige konklusjoner

  • PCB-kort bruker materialer som kobber, harpiks, glass og glassfiber. Hvert materiale bidrar til å gjøre kortet sterkt. Disse materialene hjelper også kortet med å fungere godt med elektrisitet.

  • Det finnes forskjellige typer substrater , som FR-4 og polyimid. Folk velger substrat basert på hva enheten trenger. FR-4 brukes mest fordi det koster mindre og fungerer bra.

  • Kobberlaget lager baner for elektrisitet på kretskortet. Hvis kobberlaget er tykkere, fungerer det bedre. Tykkere kobber slipper mer strøm og senker motstanden.

  • Loddemasken dekker kobberledningene for å forhindre skade. Den forhindrer også kortslutninger. Loddemasken beskytter kortet mot rust og støv.

  • Det er svært viktig å velge riktig overflatebehandling og lim. Disse valgene bidrar til at kretskortet varer lenger og fungerer bedre. De bidrar også til at kortet fungerer på forskjellige steder.

Hovedmaterialer i PCB-kort

Kretskort trenger flere hovedmaterialer for å fungere bra. Hvert materiale har en spesiell funksjon i strukturen og ytelsen til kretskort. Benlida bruker avanserte metoder for å velge og bruke disse materialene. Dette bidrar til å sikre at kortene er av høy kvalitet og pålitelige.

Substrattyper

Substratet er basen til kretskort. Det gir kortet form og styrke. Produsenter velger forskjellige kretskortsubstratmaterialer for forskjellige enheter. Her er noen vanlige kretskortsubstratmaterialer og deres hovedegenskaper:

  • FR-4 (flammehemmende epoksyglassfiber) : Har god styrke, isolasjon og flammemotstand. Den er billig og stabil.

  • CEM-1 / CEM-3 (kompositt epoksymaterialer): Brukes i rimelige PCB-kort. CEM-1 er laget av papir. CEM-3 bruker glassfiber, men knekker lettere.

  • Polyimid: Håndterer varme godt og bøyer seg lett. Fungerer i fleksible PCB-er og varme steder.

  • PTFE (Teflon): Mister lite energi, bra for RF- og mikrobølgeovnbruk. Det er vanskeligere å lage og koster mer.

  • Keramiske substrater (alumina, aluminiumnitrid): Transporterer varme godt og isolerer elektrisitet. De brukes i høyeffektsenheter.

  • Metallkjernesubstrater (aluminium eller kobber): Bidrar til å transportere bort varme, bra for varme bruksområder som LED-lys.

  • Høytytende materialer (Rogers, Isola, Taconic): Laget for raske og høyfrekvente kretser.

Valget av substrat påvirker signaler, varme og hvor lenge kretskortene varer. Tynne substrater gjør enheter lettere. Tykke substrater gjør kortene sterkere for tøffe jobber. FR-4 er det mest populære for elektronikk fordi det er billig og fungerer bra.

Kobberlag

Kobberlaget danner de elektriske banene på kretskort. Disse banene fører signaler og strøm mellom delene. Kobberet i kretskortmaterialer er svært rent, omtrent 99,7 %. Det finnes to hovedtyper:

  • Elektrolytisk tøff bech (ETP) kobber : Over 99 % rent, leder godt og bøyer seg lett.

  • Valset glødet (RA) kobber: Mykere og bøyer seg mer, brukes i fleksible PCB-design.

Produsenter endrer tykkelsen på kobberlaget for hver krets. Normal kobbertykkelse er fra 0,25 oz (0,3 mil) til 5 oz (7 mil). 1 oz er den vanligste. Tykke kobberlag senker motstanden og fører mer strøm. De hjelper også med varme og gjør kortet sterkere. Dette gjør at kretskortet fungerer bedre, spesielt i kraftige eller raske enheter. Benlida kontrollerer kobbertykkelsen nøye for å oppfylle strenge standarder.

Loddemaske

Loddemasken dekker kobberledningene på kretskortene. Den beskytter kortet. De viktigste loddemaskematerialene er harpiks, pigment, løsemiddel og tilsetningsstoffer. Tabellen nedenfor viser vanlige typer og deres egenskaper:

Materialtype

Eiendommer

Harpiks

Bestemmer grunnleggende ytelse; typene er epoksy, akryl, polyester.

Pigment

Gir farge; påvirker lys og varme; fargene er grønn, blå, svart, hvit.

Løsemiddel

Endrer tykkelse og flyt; påvirker tørking og herding.

Tilsetningsstoffer

Forbedre ytelsen; inkluderer skumdempere, utjevningsmidler, tørkere og UV-absorbenter.

Epoksy er den mest brukte harpiksen. Den motstår kjemikalier og varme godt. Polyimidharpikser er best for varme bruksområder som romfart eller militære PCB-kort. Akrylharpikser koster mindre, men varer ikke like lenge.

Loddemasken hindrer kobberledninger i å berøre hverandre. Den stopper kortslutninger og uønskede forbindelser. Den beskytter også kortet mot rust, fuktighet og støv. Dette laget holder kretskortet trygt og hjelper det å fungere ordentlig.

Silketrykk

Silketrykklaget legger til lesbar informasjon på kretskortene. Produsenter trykker dette laget med spesielle blekktyper. De mest brukte blekkene er epoksy og akryl. Tabellen nedenfor sammenligner dem:

Blekktype

Kjennetegn

Egnede bruksområder

Epoksyblekk

Sterk, motstår kjemikalier, varme og riper; fester seg godt til PCB-overflaten

Vanskelige steder, normal bruk

Akrylblekk

Koster mindre, ikke like sterk, kan falme eller gnies av; bra for innendørs bruk

Prototyper, enkle jobber

Silketrykklaget gir etiketter, konturer og polaritetsmerker. Disse merkene hjelper arbeidere med å plassere og finne deler under montering. De viser også testpunkter og varselskilt. Dette gjør reparasjon og sikkerhetskontroller enklere. Tydelige silketrykkmerker hjelper PCB-montering å gå raskere og bedre.

Benlida bruker gode silketrykkmetoder for å sikre at hvert kretskort har tydelige, sterke merker. Dette nøye arbeidet bidrar til å lage kortene raskt og sørger for at de fungerer godt.

Merk: Glassfiber, kobber, loddemaske og silketrykk danner sammen et sterkt og nyttig kretskort. Hvert materiale bidrar til å dekke kretskortets elektriske og mekaniske behov.

Lag av trykte kretskort

Lag av trykte kretskort

Lagstruktur

Et kretskort har mange lag. Hvert lag gjør noe viktig. Rekkefølgen på lagene endrer hvordan signaler beveger seg. Det endrer også hvordan varme beveger seg. De fleste flerlags-kretskort bruker en oppbygging som denne:

Lagrekkefølge

Funksjon

Tykkelse (mm)

Merknader

L1

Signal

0,035

Høyhastighetssignaler

L2

Jordplan

0,2

Helplan

L3

Signal

0,035

Stripline-ruting

L4

Kraftplan

0,2

Kjernekraft

L5

Kraftplan

0,2

I/O-strøm

L6

Signal

0,035

Stripline-ruting

L7

Jordplan

0,2

Helplan

L8

Signal/pads

0,035

Kontakter/komponenter

Stolpediagram som viser tykkelsen på hvert PCB-lag

Benlida bruker spesielle metoder for å bygge disse lagene. De kontrollerer hvor tykt hvert lag er. De kontrollerer også hvor hvert lag skal plasseres. Dette holder signalene klare. Det bidrar også til å stoppe problemer som krysstale og elektromagnetisk interferens.

Materialfunksjoner

Hvert lag i PCB-kort bruker et annet materiale. Hvert materiale har en oppgave. Kobberlag flytter strøm og kobler sammen deler. Kjernesubstratet gjør kortet sterkt. Det holder også lagene fra hverandre. Prepreg og laminat limer kobberlagene sammen. De isolerer dem også. Loddemasken beskytter kobber mot rust. Den hindrer også loddetinn i å spre seg. Silketrykket setter etiketter på kortet. Disse etikettene hjelper arbeiderne med å plassere og kontrollere deler.

Lagtype

Primærfunksjon

Kobberlag

Lede strøm og danne forbindelser mellom komponenter.

Kjernesubstrat

Gir strukturell støtte og isolasjon mellom ledende lag.

Prepreg/laminat

Isolerer og binder kobberlagene sammen.

Loddemaske

Beskytter kobberspor og forhindrer loddebroer.

Silketrykk

Merker og identifiserer komponenter på kretskortet.

Dielektriske materialer hindrer signaler i å blandes. De bidrar også til å kontrollere hvor raskt signaler beveger seg. Loddemasken og silketrykket er på utsiden. De beskytter kortet. De gjør det også enklere å bruke.

Benlida sjekker hvert trinn svært nøye. Deres avanserte metoder sørger for at hvert kretskort fungerer bra. Kortene deres varer lenge. Dette nøye arbeidet gjør at kretskortene deres passer til mange jobber.

Overflatebehandlinger og lim

Vanlige overflatebehandlinger

Overflatebehandlinger holder kobber trygt på PCB-kort. De hjelper også deler med å feste seg under montering. Hver behandling fungerer best for bestemte jobber. Her er noen vanlige behandlinger:

  • HASL (varmluftloddeutjevning): Denne overflaten er billig og varer lenge. Den er enkel å fikse om nødvendig. Overflaten er ikke alltid flat. Den kan inneholde bly, men det finnes en blyfri type i henhold til RoHS-reglene.

  • ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold): Denne finishen er matt og inneholder ikke bly. Den varer lenge. Den fungerer bra for små deler og hull. ENIG koster mer. Hvis den lages feil, kan den få problemer som svart pute.

  • OSP (Organic Solderability Preservative): Denne overflaten er matt og inneholder ikke bly. Den koster ikke mye. Den er lett å ripe opp og varer ikke så lenge.

  • Immersion Tin: Denne overflaten er matt og følger RoHS-reglene. Den er ikke dyr. Den kan utvikle tinnhår og krever forsiktig håndtering.

  • Hard Gold og ENEPIG: Disse overflatebehandlingene er for spesielle jobber som trådbinding. De koster mer, men varer lenger.

Du bør velge finish basert på hvordan kretskortet skal brukes, hvor mye det koster og hvor lenge det må vare.

Tabellen nedenfor viser hvordan overflatebehandlingen endrer lodding og hvor lenge den varer:

Overflatefinish

Loddbarhet

Levetid

Notater

HASL

Lodding fungerer bra

Varer lenge

Billig, RoHS-type tilgjengelig

OSP

Loddetinn er følsomt

Varer kortere

Riper lett, sparer penger

ENIG

Lodding fungerer bra

Varer lenge

Håndterer varme godt, koster mer

Lim og harpikser

Lim og harpiks limer PCB-lagene sammen. Disse materialene gjør kortet sterkt og stabilt. Her er noen vanlige typer:

  • Lim: Disse binder sammen laminatlag. Modifiserte akryllim fungerer i høy varme og motstår kjemikalier. Modifiserte epoksylim lager sterke bindinger og utvider seg ikke mye. Dette hjelper i flerlags PCB-kort.

  • Forsterkede lim: Disse bruker glassfiber og epoksy- eller polyimidharpiks. De brukes i stive, fleksible kretser for ekstra styrke.

  • Forimpregnert epoksyglass: Dette gir styrke og fungerer som lim og isolasjon. Forimpregnert polyimidglass er enda sterkere, men koster mer og varer ikke like lenge.

Disse materialene hjelper kretskortet med å håndtere stress, varme og elektrisitet. Glassfiberduk gjør kretskortet sterkt og holder formen. Epoksyharpiks stopper elektrisitet og motstår brann. Gode lim hindrer lag i å falle fra hverandre. De hjelper kretskortet med å fungere godt på harde steder.

Tips: Bruk av gode lim og harpikser bidrar til at kretskortene varer lenger og fungerer bedre i mange enheter.

Spesielle PCB-materialer

Fleksible PCB-materialer

Fleksible kretskort bruker materialer som lar dem bøye seg og vri seg. Polyimid og polyester er de vanligste valgene. Polyimid er sterkt og tåler høy varme. Det tåler opptil 260 °C. Polyester koster mindre, men fungerer best på kjølige steder. FR4 brukes i stive kretskort. Det kan ikke bøye seg uten å brekke. Fleksible kretskort bruker glødet kobber. Dette kobberet bøyer seg lett. Stive kort bruker kobber som ikke bøyer seg.

Materiale

Type

Strekkfasthet

Varmebestandighet

Polyimid (PI)

Fleksibel

165 MPa

Opptil 260 °C

Polyester (PET)

Fleksibel

Ikke aktuelt

Opptil 105 °C

FR4

Stiv

Ikke aktuelt

Ikke aktuelt

Flexible pcb materials help designers make small devices. These materials also make production faster. They help devices work better. Flexible pcb boards are used in smartwatches, cars, and medical devices. They let circuits bend and fit in tight spaces.

High-Frequency PCB Materials

High-frequency pcb boards need special materials. These materials keep signals strong and clear. PTFE-based materials, RF polyurethane, and advanced laminates work best. PTFE lets signals move fast and not fade. It has a low dielectric constant and loss tangent. FR-4 is not good for high-frequency jobs. It loses signals faster.

Material Type

Dielectric Constant (Dk)

Loss Tangent (Df)

Suitability for High-Frequency Applications

FR-4

4.5

0.02

Limited use in high-frequency applications

PTFE-based materials

2.2-2.4

0.0005

Ideal for high-frequency applications

RF Polyurethane-based

2.5

0.003

Suitable for frequencies up to 40 GHz

Advanced Laminates

2.2-3.5

0.001-0.003

Excellent signal integrity for high frequencies

PTFE

2.1

0.0003

Best for critical applications like RF

Stolpediagram som sammenligner dielektrisk konstant og tapstangent for spesialiserte PCB-materialer

These materials help pcb boards work in 5G networks and satellites. They also help in other advanced electronics. They keep signals strong and lower loss. This is important for fast communication.

Other Specialized Types

Some pcb boards use ceramic substrates or metal cores. Ceramic materials move heat well and lose little signal. But they can break easily. Metal core pcb boards use aluminum or copper. These metals move heat away from parts. Metal core boards work well in LED lights and high-power electronics. They also lower the need for extra cooling. This makes devices last longer.

Benlida makes many types of pcb boards with advanced materials. Their factory can make up to 32 layers for rigid boards. They can make 8 layers for flexible boards. Benlida uses materials like Rogers, Isola, and aluminum. This helps meet the needs of different industries. Their certifications show they care about quality and reliability.

PCB Materials Summary Table

Engineers and designers need to look at different materials. They compare these materials to pick the best pcb for a project. The table below lists important properties for common materials. These properties are dielectric constant (Dk), loss tangent (Df), thermal conductivity, and glass transition temperature (Tg). Each property changes how the board handles signals, heat, and stress.

Material

Dielectric Constant (Dk)

Loss Tangent (Df)

Thermal Conductivity (W/m·K)

Tg (°C)

Typical Applications

FR-4 (Glass Epoxy)

~4.2

~0.02

~0.3-0.4

130-180

General-purpose, low-cost electronics

High-Speed Epoxy

3.5-4.0

0.005-0.015

~0.4-0.6

180-220

High-speed digital, computers, networking

Polyimide (PI)

~3.5-4.0

~0.01-0.02

~0.2-0.4

250-260

Flexible, high-temperature applications

PTFE (Teflon)

~2.2-2.5

0.0005-0.005

~0.2

N/A

RF/microwave, high-frequency circuits

Rogers RO4350B

3.48

0.002

~0.6

N/A

RF/microwave, high-frequency digital

Alumina Ceramic (Al₂O₃)

~9.8

~0.0001

24-30

>300

High-power LEDs, RF power modules, high-temp devices

Aluminum Nitride (AlN)

~8.8

~0.0001

150–200

>300

Kraftelektronikk, militær RF, termisk styring

Tips: En lavere dielektrisk konstant og tapstangent bidrar til at signaler beveger seg raskt og holder seg klare. Høy varmeledningsevne lar varmen forlate deler raskt. Høy Tg betyr at kortet kan ta imot mer varme.

Stolpediagrammer som sammenligner dielektrisk konstant, tapstangens og termisk ledningsevne for vanlige PCB-materialer

En slik sammendragstabell hjelper team med å velge riktig materiale. De kan matche det enheten trenger med de beste egenskapene. Dette gjør sluttproduktet tryggere, raskere og mer pålitelig.

Kretskort har lag laget av kobber, substrat, loddemaske og silketrykk. Å velge riktige materialer endrer hvor godt et kretskort fungerer. Det endrer også hvor lenge det vil vare. Tabellen nedenfor viser viktige ting å tenke på når du velger materialer:

Faktor

Beskrivelse

Elektrisk ytelse

Signalkvalitet, varmekontroll

Mekaniske egenskaper

Styrke, fleksibilitet, tykkelse

Miljømotstand

Fuktighet, kjemikalier, temperatur

Produksjonskompatibilitet

Enkel fremstilling, tilgjengelige materialer

Samsvar

Oppfyller bransjestandarder

Søknadsbehov

Samsvarer med enhetsbruk

Koste

Balanserer pris og kvalitet

Benlida sjekker hvert brett med spesialverktøy. Arbeiderne deres er godt opplært. De følger strenge regler for å sikre at brettene fungerer bra for mange jobber.

Vanlige spørsmål

Hva er det vanligste materialet som brukes i PCB-kort?

FR-4 brukes i de fleste PCB-kort . Det inneholder glassfiber og epoksyharpiks. Dette materialet gjør kortet sterkt. Det hjelper også kortet med å håndtere varme. De fleste elektronikkprodukter bruker FR-4. Det fungerer bra og koster ikke mye.

Hvorfor har PCB-kort en grønn farge?

Kretskort ser grønne ut på grunn av loddemasken. Produsenter velger grønne, slik at det er lett å se problemer. Grønn loddemaske tåler også varme. Den blir ikke skadet av kjemikalier.

Kan PCB-kort bøye seg eller flekse?

Noen PCB-kort kan bøye og vri seg. Fleksible PCB-er bruker polyimid eller polyester. Disse materialene lar kortet brettes. Stive PCB-er bruker FR-4. De knekker hvis du prøver å bøye dem.

Hvordan sikrer Benlida PCB-kvalitet?

Benlida bruker smarte maskiner for å sjekke hvert kort. Arbeiderne ser på hvert kort under hvert trinn. Selskapet følger strenge regler og tester for problemer. Dette sikrer at PCB-kortene er i god stand og fungerer som de skal.

Merkelapp :
Retur

OPPDAG MER