Главная страница > Блог > Новость > Материалы для изготовления сердечников печатных плат и препрегов

Материалы для изготовления сердечников печатных плат и препрегов

Каждая многослойная печатная плата изготавливается на основе двух основных материалов: сердечника и препрега. Хотя в готовом изделии их редко можно увидеть, они играют решающую роль в определении толщины платы, расстояния между слоями, регулировании импеданса, механической устойчивости и надежности производства.

Независимо от того, идет ли речь о производстве простой 4-слойной платы или сложной многослойной задней панели, понимание взаимодействия материалов сердцевины и препрега имеет решающее значение для проектирования слоевой структуры и изготовления печатных плат.

Материалы для изготовления сердечников печатных плат и препрегов

Ii. Содержание

Что такое материал основы печатной платы?

Материал сердечника представляет собой полностью отвержденный ламинат с медной фольгой, наклеенной с обеих сторон.

Она служит конструктивной основой многослойной печатной платы и обеспечивает её жесткость на этапе изготовления.

Типичный сердечник состоит из:

  • Армирование стекловолокном
  • Система смол
  • Медная фольга с обеих сторон

Конструкция аналогична стандартным ламинатным материалам, рассмотренным в Обзор материалов для ламинирования печатных плат, за исключением того, что смола уже прошла процесс отверждения.

Материалы для сердечника выпускаются с различной толщиной, что позволяет удовлетворить различные требования к конструкции слоёв.

Свойства основного материала

Основные слои обеспечивают:

  • Механическая прочность
  • Электрическая изоляция
  • Медная опора
  • Стабильность размеров

Без сердечников многослойные платы не смогли бы сохранить свою структурную целостность в процессе ламинирования и сборки.

Что такое препрег для печатных плат?

Термин «препрег» означает «предварительно пропитанный» материал.

Он состоит из стекловолоконной ткани, пропитанной частично отвердевшей смолой.

В отличие от материала основы, препрег до начала ламинирования находится в полуотвержденном состоянии.

В процессе ламинирования печатной платы под воздействием тепла и давления смола течет и полностью отвердевает, скрепляя соседние слои между собой.

Слой препрега обычно содержит:

  • Стекловолоконная ткань
  • Частично отвердевшая эпоксидная смола
  • Без медной фольги

Его основное назначение — обеспечить сцепление между слоями сердечника.

Как взаимодействуют сердечник и препрег

Многослойная печатная плата представляет собой, по сути, набор медных слоев, разделенных заполнителями и препрегами.

Например, типичная 4-слойная конструкция может выглядеть следующим образом:

Медь
Сердечник
Медь
Препрег
Медь
Сердечник
Медь

Во время ламинирования:

  1. Препрег размягчается.
  2. Смола проникает в щели.
  3. Слои соединены между собой.
  4. Смола полностью отвердевает.
  5. Образуется единая жесткая конструкция.

В ходе этого процесса создается многослойная структура печатной платы, используемая в современной электронике.

Материалы по программе «Common Core»

Стандартный сердечник из FR4

В большинстве многослойных печатных плат в качестве основного материала используется FR4.

Преимущества включают:

  • Низкая стоимость
  • Хорошая механическая прочность
  • Стабильные технологические характеристики
  • Широкая доступность

В сфере электроники общего назначения FR4 по-прежнему остается наиболее широко используемым материалом.

Инженеры, не знакомые со свойствами FR4, могут ознакомиться с Обзор материала FR4 для печатных плат для получения дополнительной информации.

Материалы для сердечников с высоким значением ТГ

В системах, работающих при более высоких температурах, часто используются сердечники с высокой температурой стеклования.

Преимущества включают:

  • Повышенная термическая стабильность
  • Снижение расширения по оси Z
  • Повышенная надежность при сборе безсвинцовых компонентов

Эти материалы обычно встречаются в:

  • Автомобильная электроника
  • Промышленные средства управления
  • Системы преобразования энергии
  • Серверы

Как уже упоминалось в Печатная плата из FR4 с высоким значением TG, более высокие значения TG могут значительно повысить долгосрочную надежность.

Материалы для высокоскоростных ядер

В современном коммуникационном оборудовании часто используются специализированные сердечники с низкими потерями.

Примеры включают:

  • Серия Megtron
  • Высокоскоростные материалы Isola
  • Ламинаты I-Speed
  • Системы на основе FR4 с низкими потерями

Эти материалы способствуют обеспечению целостности сигнала при высоких скоростях передачи данных.

Материалы для изготовления сердечников печатных плат и препрегов

Распространенные типы препрегов

Препреги обычно классифицируются по типу стекловолокна и содержанию смолы.

К распространенным типам стекловолокна относятся:

  • 106
  • 1080
  • 2113
  • 2116
  • 7628

Каждый тип отличается толщиной и характеристиками смолы.

Препрег с низким содержанием смолы

Предложения:

  • Улучшенный контроль толщины
  • Снижение расхода смолы
  • Повышенная стабильность размеров

Часто используется в печатных платах с большим количеством слоев.

Препрег с высоким содержанием смолы

Предусматривает:

  • Улучшенная производительность по заполнению
  • Улучшенная адгезия
  • Увеличенное диэлектрическое расстояние

Обычно применяется в случаях, когда имеются крупные медные элементы.

Сердечник и препрег в системе регулирования импеданса

Одной из важнейших функций материалов сердечника и препрегов является регулирование импеданса.

Импеданс сигнала зависит от:

  • Диэлектрическая проницаемость (Dk)
  • Расстояние между слоями
  • Толщина меди
  • Геометрия траектории

Толщина сердечника или препрега напрямую влияет на расстояние между сигнальными слоями и опорными плоскостями.

Даже небольшие изменения могут существенно повлиять на значения контролируемого импеданса.

По этой причине проектирование слоевой структуры и выбор материалов необходимо согласовывать с самого начала проекта.

Будущие обсуждения, посвящённые диэлектрическим свойствам, будут освещены в Значения Dk и Df в материалах печатных плат.

Выбор материалов для многослойных печатных плат

При выборе материалов для сердечника и препрега следует учитывать ряд факторов.

Электрические характеристики

В системах, в которых используются высокочастотные сигналы, необходимы стабильные диэлектрические свойства.

Требования к тепловым характеристикам

При более высоких рабочих температурах может потребоваться использование систем с высоким значением TG.

Толщина стенок картона

Комбинации сердечника и препрега определяют конечную толщину печатной платы.

Производственные возможности

Для некоторых материалов требуются специальные профили ламинирования и средства контроля технологического процесса.

Соображения по поводу стоимости

Выбор материала должен определяться эксплуатационными требованиями, а не стремлением использовать материал с максимально высокими техническими характеристиками.

Типичные проблемы, возникающие при ламинировании

Неправильный выбор материала может привести к ряду проблем при производстве.

Нехватка смолы

Недостаточный поток смолы может привести к образованию пустот или слабому сцеплению.

Чрезмерный поток смолы

Слишком интенсивное перемещение смолы может изменить диэлектрическое расстояние и повлиять на импеданс.

Расслаивание

Недостаточная совместимость материалов может привести к отслоению слоев во время термоциклирования.

Изменение толщины

Неправильный выбор препрега может привести к неравномерной толщине готовой плиты.

Опытные производители печатных плат учитывают эти факторы на этапе разработки структуры слоев, чтобы свести к минимуму производственные риски.

Материалы для изготовления сердечников печатных плат и препрегов

Почему важна совместимость материалов

Материалы для сердечника и препрега часто закупаются у одного и того же производителя ламинатов.

Согласование систем материалов позволяет обеспечить:

  • Равномерное тепловое расширение
  • Надежное соединение
  • Стабильные диэлектрические характеристики
  • Повышение выхода готовой продукции

Использование несовместимых материалов может привести к проблемам с надежностью в течение всего срока службы изделия.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Вопрос: В чём заключается разница между сердечником и препрегом?

A: Материал сердцевины полностью отвержден и имеет медную фольгу с обеих сторон. Препрег частично отвержден и выполняет функцию связующего слоя при ламинировании.

Вопрос: Влияет ли препрег на импеданс?

A: Да. Толщина препрега и его диэлектрические свойства напрямую влияют на значения импеданса и качество передачи сигнала.

Вопрос: Можно ли использовать разные препреги в одной и той же печатной плате?

A: Да. Во многих многослойных конструкциях используются различные типы препрегов для обеспечения требуемой толщины и соответствия электрическим требованиям.

Вопрос: Почему так важен поток смолы в препреге?

A: Правильное распределение смолы обеспечивает полное сцепление между слоями и помогает предотвратить образование пустот или расслоение.

Вопрос: Требуется ли препрег для всех многослойных печатных плат?

A: Да. Препрег играет важную роль в склеивании слоёв сердечника в процессе ламинирования.

Об авторе: TOPFAST

Компания TOPFAST работает в сфере производства печатных плат (ПП) уже более двух десятилетий, обладая обширным опытом управления производством и специальными знаниями в области технологии ПП. Являясь ведущим поставщиком решений для печатных плат в секторе электроники, мы предоставляем продукцию и услуги высочайшего уровня.

Похожие статьи

Нажмите, чтобы загрузить, или перетащите Максимальный размер файла: 20 МБ

Мы свяжемся с вами в течение 24 часов

PayPal Виза Mastercard American Express JCB Diners Club DHL FedEx Сообщение EMS SF Express
Поддержка клиентов
Выберите предпочтительный способ связи
Здравствуйте! Чем мы можем вам помочь? Пожалуйста, выберите один из способов связи ниже. Мы ответим вам в течение 24 часов.
1