Gängige Leiterplattenmaterialien und Dielektrizitätskonstanten

Gängige Leiterplattenmaterialien und Dielektrizitätskonstanten

Einführung von PCB-Materialien

Sie werden im Allgemeinen entsprechend den unterschiedlichen Verstärkungsmaterialien, die für die Platten verwendet werden, in fünf Kategorien eingeteilt: auf Papierbasis, auf Glasfasergewebebasis, auf Verbundbasis (CEM-Serie), auf laminierter Mehrschichtplattenbasis und auf Spezialmaterialbasis ( Keramik, Metallkernbasis usw.).

Bei der Kategorisierung nach dem für die Platten verwendeten Harzklebstoff gibt es für gewöhnliches CCI auf Papierbasis verschiedene Typen wie Phenolharz (XPC, XXXPC, FR-1, FR-2 usw.), Epoxidharz (FE-3). , Polyesterharz usw. Für gewöhnliches CCL auf Glasfasergewebebasis gibt es Epoxidharz (FR-4, FR-5), das am häufigsten verwendete Typ ist.Es gibt auch andere Spezialharze (unter Verwendung von Glasfasergewebe, Polyimidfasern, Vliesstoffen usw. als Verstärkungsmaterialien), wie Bismaleimid-Triazin-modifiziertes Harz (BT), Polyimidharz (PI), p-Phenylenetherharz ( PPO), Maleimid-Styrolharz (MS), Polycyanuratharz, Polyolefinharz usw. Entsprechend der Flammschutzleistung von CCL können sie in flammhemmende Typen (UL94-V0, UL94-V1) und nicht flammhemmende Typen unterteilt werden -verzögernde Platinen (UL94-HB).

In den letzten Jahren wurde mit zunehmendem Bewusstsein für Umweltschutzfragen eine neue Art von CCL-Variante ohne bromierte Verbindungen in flammhemmenden CCLs eingeführt, die als „grüne flammhemmende CCL“ bezeichnet wird.Da sich die Technologie elektronischer Produkte rasant weiterentwickelt, werden höhere Leistungsanforderungen an CCL gestellt.Ausgehend von der Leistungsklassifizierung von CCL können sie daher weiter unterteilt werden in CCL mit allgemeiner Leistung, CCL mit niedriger Dielektrizitätskonstante, CCL mit hoher Hitzebeständigkeit (L für allgemeine Platinen liegt über 150 °C) und CCL mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten (wird im Allgemeinen verwendet). Verpackungskartons) und andere Arten.

Dielektrizitätskonstante von PCB-Materialien

Die Forschung zur Dielektrizitätskonstante von PCB-Materialien beruht darauf, dass die Geschwindigkeit und Signalintegrität der Signalübertragung auf PCB von der Dielektrizitätskonstante beeinflusst wird.Daher ist diese Konstante äußerst wichtig.Der Grund, warum Hardware-Mitarbeiter diesen Parameter übersehen, liegt darin, dass die Dielektrizitätskonstante bestimmt wird, wenn der Hersteller unterschiedliche Materialien für die Herstellung der Leiterplatte auswählt.

Dielektrizitätskonstante: Wenn ein Medium einem externen elektrischen Feld ausgesetzt wird, erzeugt es eine induzierte Ladung, die das elektrische Feld schwächt.Das Verhältnis des ursprünglich angelegten elektrischen Feldes (im Vakuum) zum endgültigen elektrischen Feld im Medium ist die relative Dielektrizitätskonstante (oder Dielektrizitätskonstante), auch Dielektrizitätskonstante genannt, die mit der Frequenz zusammenhängt.

Die Dielektrizitätskonstante ist das Produkt aus der relativen Dielektrizitätskonstante und der absoluten Dielektrizitätskonstante des Vakuums.Wenn ein Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstante in ein elektrisches Feld gebracht wird, nimmt die Stärke des elektrischen Feldes innerhalb des Dielektrikums deutlich ab.Die relative Dielektrizitätskonstante eines idealen Leiters ist unendlich.

Die Polarität von Polymermaterialien kann durch die Dielektrizitätskonstante des Materials bestimmt werden.Im Allgemeinen sind Stoffe mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von mehr als 3,6 polare Stoffe;Stoffe mit einer relativen Dielektrizitätskonstante im Bereich von 2,8 bis 3,6 sind schwach polare Stoffe;und Stoffe mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von weniger als 2,8 sind unpolare Stoffe.

Dielektrizitätskonstante von FR4-Materialien

Die Dielektrizitätskonstante (Dk, ε, Er) bestimmt die Geschwindigkeit, mit der sich das elektrische Signal im Medium ausbreitet.Die Geschwindigkeit der Ausbreitung elektrischer Signale ist umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstanten.Je niedriger die Dielektrizitätskonstante, desto schneller ist die Signalübertragung.Nehmen wir eine Analogie.Wenn Sie am Strand laufen, stellt die Wassertiefe, die Ihre Knöchel bedeckt, die Viskosität des Wassers dar, die die Dielektrizitätskonstante darstellt.Je viskoser das Wasser ist, desto höher ist die Dielektrizitätskonstante und desto langsamer läuft man.

Die Dielektrizitätskonstante ist nicht einfach zu messen oder zu definieren.Es hängt nicht nur von den Eigenschaften des Mediums ab, sondern auch von der Prüfmethode, der Prüfhäufigkeit und dem Materialzustand vor und während der Prüfung.Auch die Dielektrizitätskonstante ändert sich mit der Temperatur, und einige spezielle Materialien berücksichtigen die Temperatur bei der Entwicklung.Auch die Luftfeuchtigkeit ist ein wesentlicher Faktor, der die Dielektrizitätskonstante beeinflusst;Da die Dielektrizitätskonstante von Wasser 70 beträgt, kann eine kleine Menge Wasser erhebliche Veränderungen verursachen.

Dielektrischer Verlust des FR4-Materials: Hierbei handelt es sich um einen Energieverlust, der durch die dielektrische Polarisation und den Verzögerungseffekt der dielektrischen Leitfähigkeit des Isoliermaterials unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes verursacht wird.Auch dielektrischer Verlust oder einfach Verlust genannt.Unter der Wirkung eines elektrischen Wechselfelds wird der Defizitwinkel des Kosinus der Vektorkombination zwischen dem durch das Dielektrikum fließenden Strom und der Spannung über dem Dielektrikum (Leistungsfaktorwinkel Φ) als dielektrischer Verlustwinkel bezeichnet.Der dielektrische Verlust von FR4 liegt im Allgemeinen bei etwa 0,02 und der dielektrische Verlust nimmt mit zunehmender Frequenz zu.

FR4-Material-TG-Wert: Er wird auch als Glasübergangstemperatur bezeichnet und beträgt im Allgemeinen 130℃, 140℃, 150℃ und 170℃.