Piirilevymateriaalit

Painetut piirilevyt (PCB) on upotettu lähes kaikkiin elektronisiin laitteisiin. Vaikka piirilevyä ei välttämättä tarvita elektronisen järjestelmän toteuttamiseen, ne tarjoavat kätevän tavan yhdistää erilaisia piirejä kuparijohdoilla samalla tarjoten jäykän ja luotettavan pinnan komponenttien kiinnittämiseen. Piirilevyllä voi olla merkittävä vaikutus moniin sähköjärjestelmiin, ja piirilevymateriaalin valintaan tulisi aina kiinnittää huomiota.

Joitakin keskeisiä ominaisuuksia, jotka on otettava huomioon piirilevymateriaalia valittaessa, ovat dielektrisyysvakio (Dk), häviökerroin (Df), lämmönjohtavuus (TC) ja lämpölaajenemiskerroin (CTE). Muita tärkeitä tekijöitä ovat signaalin eheys, materiaalin hinta ja valmistuskustannukset.

Piirilevymateriaalien tiedostot

Tässä oppaassa käsitellyt materiaalit löytyvät alla. Lataa materiaalin tiedosto napsauttamalla materiaalin nimeä.

Supplier	Material	Data Sheet
Shengyi	S1000-2	S1000-2 Datasheet
ITEQ	IT-158, IT-180A, IT-150G, IT-170GRA1, IT-150DA	IT-158 Datasheet, IT-180A Datasheet, IT-150G Datasheet, IT-170GRA1 Datasheet, IT-150DA Datasheet
ITEQ	IT-968, IT-968 SE, IT-988G, IT-988G SE	IT-968 Datasheet, IT-968 SE Datasheet, IT-988G Datasheet, IT-988G SE Datasheet
Isola	370HR, FR408HR, I-Speed	370HR Datasheet, FR408HR Datasheet, I-Speed Datasheet
Isola	I-Tera MT40, Astra MT77, Tachyon 100G	I-Tera MT40 Datasheet, Astra MT77 Datasheet, Tachyon 100G Datasheet
Panasonic	Megtron 6, Megtron 7, Megtron 8	Megtron 6 Datasheet, Megtron 7 Datasheet, Megtron 8 Datasheet
EMC	EM-825, EM-827, EM-285	EM-825 Datasheet, EM-827 Datasheet, EM-285 Datasheet
EMC	EM-370(D), EM-370(Z), EM-390	EM-370(D) Datasheet, EM-370(Z) Datasheet, EM-390 Datasheet
EMC	EM-888, EM-888(S), EM-888(K)	EM-888 Datasheet, EM-888(S) Datasheet, EM-888(K) Datasheet
EMC	EM-526, EM-528, EM-528K	EM-526 Datasheet, EM-528 Datasheet, EM-528K Datasheet
EMC	EM-890, EM-890K, EM-891, EM-891K	EM-890 Datasheet, EM-890K Datasheet, EM-891 Datasheet, EM-891K Datasheet
TUC	TU-662, TU-768, TU-747 LK, TU -862 HF	TU-662 Datasheet, TU-768 Datasheet, TU-747 LK Datasheet, TU -862 HF Datasheet
TUC	TU-865, TU-872 LK, TU-872 SLK, TU-872 SLK SP	TU-865 Datasheet, TU-872 LK Datasheet, TU-872 SLK Datasheet, TU-872 SLK SP Datasheet
TUC	TU-883, TU -933, TU-943SN	TU-883 Datasheet, TU-933+ Datasheet, TU-943SN Datasheet
Nelco	N4000-13EP, N4000-13 EP SI	N4000-13EP Datasheet,N4000-13 EP SI Datasheet
Rogers	RO4003, RO4350B, RO4835	RO4003 Datasheet, RO4350B Datasheet, RO4835 Datasheet
Rogers	RO3210, RO3003	RO3210 Datasheet, RO3003 Datasheet
Rogers	RT/duroid 5870, RT/duroid 5880, RT/duroid 6002	RT/duroid 5870 Datasheet, RT/duroid 5880 Datasheet, RT/duroid 6002 Datasheet
Rogers	TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i	TMM3 Datasheet, TMM4 Datasheet, TMM6 Datasheet, TMM10 Datasheet, TMM10i Datasheet
Taconic	TLY-5, RF35, RF-35TC, TSM-DS3	TLY-5 Datasheet, RF35 Datasheet, RF-35TC Datasheet, TSM-DS3 Datasheet
Taconic	TLX-8, TLX-9	TLX-8 Datasheet, TLX-9 Datasheet
DuPont	AP 8515R, AP 9111R, AP 8525R, AP 9121R	AP 8515R Datasheet, AP 9111R Datasheet, AP 8525R Datasheet, AP 9121R Datasheet
DuPont	AP 8535R, AP 9131R, AP 8545R, AP 9141R	AP 8535R Datasheet, AP 9131R Datasheet, AP 8545R Datasheet, AP 9141R Datasheet

Katso lisää +

Piirilevymateriaalien ominaisuudet

Häviökerroin (Df) on tärkein piirilevymateriaalin aiheuttaman signaalihäviön määrän määrittämisessä; korkeampi Df-arvo johtaa suurempaan häviöön. Lisäksi signaalihäviö kasvaa myös taajuuden tai toimintanopeuden kasvaessa. Siksi korkeataajuisissa tai nopeissa sovelluksissa häviöiden hallitsemiseksi tulisi valita piirilevymateriaali, jolla on alhainen Df-arvo.

Piirilevymateriaalin dielektrisyysvakio (Dk) muuttuu taajuuden mukaan. Suuret Dk:n muutokset taajuuden suhteen aiheuttavat suurempaa signaalin vääristymää/nousuajan heikkenemistä, mikä on vähemmän hyväksyttävää korkeataajuisille tai nopeille signaaleille. Siksi signaalin taajuuden tai nopeuden kasvaessa on toivottavaa, että Dk:n vaihtelu taajuuden suhteen on mahdollisimman pientä. Tarve Dk:n vähäisemmälle vaihtelulle taajuuden suhteen matalahäviöisissä piirilevymateriaaleissa on tunnistettu ja toteutettu kaikkien levyjen materiaalivalmistajien toimesta.

Dielektrisyysvakio (Dk)

Useimpien piirilevymateriaalien Dk vaihtelee välillä 2–10. Piirilevymateriaalin Dk määrää suurelta osin ohjattujen impedanssien lähetyslinjojen jäljen leveyden piirilevyllä; mitä suurempi Dk-arvo on, sitä kapeampi on jäljen leveys samalla kohteellisella impedanssiarvolla. Korkeampi Dk-arvo johtaa myös suurempaan dielektriseen häviöön. Yleisesti ottaen nopeat/matalahäviöiset materiaalit ovat alhaisemman Dk-arvon omaavia. Näin ollen Dk:sta tulee tärkeä sähköinen suorituskykykriteeri materiaalin valinnassa. Normaalinopeuksisille/normaalihäviöisille materiaaleille Dk vaihtelee merkittävästi taajuuden mukaan; erittäin nopeille/erittäin matalahäviöisille materiaaleille Dk pysyy käytännössä vakiona taajuuden suhteen. Yleisimmin käytetyn piirilevymateriaalin – FR4:n, esimerkiksi FR370HR:n – Dk on 3,92 @ 10 GHz.

Häviökerroin (Df)

Materiaalin häviökerroin on tärkein tekijä signaalin vaimennuksen tai häviön määrittämisessä, kun signaalit kulkevat piirilevyn johdinta tai jälkeä pitkin. Mitä alhaisempi materiaalin häviökerroin on, sitä pienempi on signaalihäviö. Näin ollen Df on tärkein valintakriteeri signaalihäviön näkökulmasta. FR4-materiaalin FR370HR Df on 0,025 @ 10 GHz.

CTI-luokka/jännite

Se on mittari jännitekynnyksestä, jonka ylittäessä sähköinen läpilyönti voi tapahtua materiaalin pinnalla olevien kahden sähköjohtimen välillä. Mitä pienempi CTI-luokan arvo on, sitä korkeampi on kynnysjännite. Yleisimmin käytetyn piirilevymateriaalin – FR4:n, esimerkiksi FR370HR:n – CTI on CTI-luokka 3, ja sähköisen läpilyöntijännitteen alue on 175–249 V.

Lasi-siirtymälämpötila (Tg)

Tg on lämpötila, jonka ympärillä piirilevyn alusta siirtyy lasimaisesta, jäykästä tilasta pehmeään, muotoiltavissa olevaan tilaan. Tg:n yläpuolella materiaalin lämpölaajenemiskerroin on huomattavasti suurempi kuin Tg:n alapuolella. Kuitenkin muodonmuutos Tg:n läheisyydessä lämpötilan suhteen on täysin kimmoisa; kun lämpötila laskee Tg:n yläpuolelta Tg:n alapuolelle, materiaali palaa alkuperäiseen tilaan. Kaikille lyijyttömille (ROHS-yhteensopiville) materiaaleille Tg-vaatimus on > 170 °C. FR4-materiaalin FR370HR Tg on 180 °C.

Hajoamislämpötila (Td)

Td on lämpötila, jossa piirilevymateriaali hajoaa kemiallisesti ja muutos on täysin peruuttamaton. Kun materiaali ylittää Td-arvon, se ei palaa alkuperäiseen tilaan jäähtyessään ja menettää täysin toimintakykynsä. FR4-materiaalin FR370HR Td on 340 °C.

Lämpölaajenemiskerroin (CTE) X/Y- ja Z-suunnassa

Tämä ilmaisee piirilevymateriaalin laajenemisnopeuden X-, Y- ja Z-suunnassa lämpötilan noustessa. Arvot viittaavat laajenemisnopeuteen Tg-arvon alapuolella. FR4-materiaalin FR370HR X- ja Y-suuntainen CTE on (13,14) ppm/°C. FR370HR:n Z-akselin CTE on 45 ppm/°C.

Varastossa olevat laminaatit

Ymmärrämme, kuinka tärkeää on saada Speedy Circuitsille luovuttamasi prototyypit toimitettua ajallaan. Tätä varten Benchuang Electronics pitää varastossaan kaikenlaisia laminaatteja, erityisesti korkean Tg-arvon ja matalan Dk-/häviöarvon materiaaleja, mikä mahdollistaa kiireellisten tilauksesi valmistuksen välittömästi aloittamisen. Harvinaisten materiaalien valmistelu etukäteen lyhentää pikatoimitushankkeiden valmistusaikaa. Tämä on asiakastyötä parhaimmillaan pikatoimituksissa.

Laaja valikoima levyjen materiaaleja FR4:stä mikroaaltotaajuuksien/taajuuskaistan PTFE-materiaaleihin on saatavilla välittömästi varastostamme täyttääksemme kaikki kiireelliset piirilevytarpeet. Riippumatta siitä, minkä tyyppistä raaka-ainetta suunnitelmassasi käytetään - tavallista FR4:ää, korkean Tg-arvon materiaaleja (kuten Arlon, Nelco, Getek, Isola), korkeataajuisia ja matalan Dk-/häviöarvon materiaaleja (kuten Rogers, Taconic jne.), joustavia, jäykästi joustavia tai muita laminaattityyppejä - meillä on ne kaikki saatavilla.