Professioneller Leiterplattenhersteller

China PCB-Hersteller

Ein tiefer Einblick in PCB-Laminatmaterialien

Views: 878 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 2023-08-29 Herkunft: Site

Laminate sind ein unverzichtbares Material. Hersteller nutzen sie zur Entwicklung und Fertigung von Leiterplatten. Daher ist es notwendig, die verschiedenen Laminate zu verstehen, die Ihnen zur Verfügung stehen. In diesem Artikel erfahren wir, was Leiterplattenlaminat ist, warum es für die Herstellung von Elektronik von entscheidender Bedeutung ist und wie es die Übertragung von Signalen unterstützt. Außerdem erfahren Sie, welche Laminatarten es gibt und wie Sie das richtige auswählen.

PCB-Laminat

Was ist PCB-Laminat?

PCB-Laminate sind Grundmaterialien für den Bau von Leiterplatten. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Leistung, Zuverlässigkeit und Funktionalität elektronischer Geräte, indem sie die strukturelle Basis und elektrische Isolierung bereitstellen, die für den Betrieb der Leiterplatte erforderlich sind.

Im Wesentlichen handelt es sich bei PCB-Laminaten um Verbundmaterialien, die aus Schichten mit spezifischen Eigenschaften bestehen. Diese Schichten werden durch Hitze und Druck miteinander verbunden, um eine feste Schichtstruktur zu schaffen. Die beiden Hauptkomponenten eines PCB-Laminats sind die Kern- und Prepreg-Schichten.

  • Kernschicht: Die Kernschicht bildet die zentrale Grundlage des Leiterplattenlaminats. Es besteht typischerweise aus Materialien wie glasfaserverstärktem Epoxidharz, allgemein bekannt als FR-4. Diese Schicht verleiht der Leiterplatte mechanische Festigkeit, Steifigkeit und Dicke.

  • Prepreg-Schicht: Die Prepreg-Schicht wird auf beiden Seiten der Kernschicht positioniert. Es besteht aus Glasfasergewebe, das mit ungehärtetem Epoxidharz imprägniert wurde. Bei der Leiterplattenherstellung werden die Prepreg-Schichten erhitzt und komprimiert, wodurch das Epoxidharz aushärtet und eine starke Verbindung mit der Kernschicht herstellt.

Schichtaufbau in PCB-Laminaten

PCB-Laminatmaterialien

Es gibt verschiedene Arten von Laminatmaterialien, die üblicherweise bei der Leiterplattenherstellung verwendet werden. Jeder Laminattyp hat seine eigenen Stärken und Schwächen, wodurch er für bestimmte Anwendungen geeignet ist.

LaminattypZusammensetzungSchlüsseleigenschaftenTypische Anwendungen
FR-4-LaminatMit Epoxidharz imprägniertes GlasfasergewebeGute elektrische Isolierung, mechanische Festigkeit, kostengünstigUnterhaltungselektronik, Industrieausrüstung
Rogers LaminatMit Keramik gefülltes PTFE-SubstratHochfrequenzleistung, geringer dielektrischer Verlust, stabile elektrische EigenschaftenHF-/Mikrowellenanwendungen, Basisstationen, Radarsysteme
Isola-LaminatMaterialien auf Epoxid-, Polyimid- und PTFE-BasisHochgeschwindigkeits-Signalintegrität, thermische Zuverlässigkeit, kontrollierte ImpedanzHochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen, HF-/Mikrowellensysteme
Metallkern-PCB-LaminatMetallkern (Aluminium oder Kupfer)Verbesserte Wärmeleitfähigkeit, effektive WärmeableitungLED-Beleuchtung, Leistungselektronik, Automotive-Systeme
PolyimidlaminatFlexibler, mit Kupfer beschichteter PolyimidfilmHohe Temperaturbeständigkeit, Flexibilität, hervorragende elektrische IsolierungLuft- und Raumfahrt, militärische Geräte, flexible Schaltkreise
KeramiklaminatMit Keramik gefüllte MaterialienHohe Wärmeleitfähigkeit, geringer dielektrischer Verlust, Stabilität bei erhöhten TemperaturenHochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen
Flex- und Starr-Flex-LaminatFlexible und starre SchichtenDesignvielfalt, Platzersparnis, FlexibilitätTragbare Geräte, medizinische Implantate, Luft- und Raumfahrt
Halogenfreies LaminatUmweltfreundliche MaterialienÄhnliche Eigenschaften wie herkömmliche Laminate, Einhaltung umweltfreundlicher StandardsAllgemeine Elektronik, Einhaltung von Vorschriften
Umweltfreundliches LaminatNachhaltige MaterialienReduzierte Umweltbelastung, recycelte oder biologisch abbaubare KomponentenUmweltbewusste Initiativen

FR-4-Laminat

FR-4 ist das am weitesten verbreitete und kostengünstigste PCB-Laminatmaterial. Es besteht aus gewebtem Glasfasergewebe, das mit Epoxidharz imprägniert ist und eine gute elektrische Isolierung und mechanische Stabilität bietet.

High-Tg-Laminat

Laminate mit hoher Tg (Glasübergangstemperatur) sind so konzipiert, dass sie im Vergleich zu Standard-FR-4 höheren Betriebstemperaturen standhalten. Sie bieten eine verbesserte thermische Stabilität und eignen sich daher für Anwendungen mit erhöhten Temperaturanforderungen.

Rogers Laminat

Rogers-Laminate sind für ihre hervorragende Hochfrequenzleistung, ihren geringen dielektrischen Verlust und ihre stabilen elektrischen Eigenschaften bekannt. Sie werden häufig in HF- und Mikrowellenanwendungen eingesetzt, beispielsweise in Mobilfunkbasisstationen, Satellitenkommunikation und Radarsystemen.

Isola-Laminat

Isola ist eine weitere Marke, die Laminate für verschiedene Anwendungen anbietet. Ihre Laminate sind auf bestimmte Leistungsmerkmale ausgelegt, wie z. B. Hochgeschwindigkeitsdigitaltechnik, Hochfrequenz-HF und Wärmemanagement.

Polyimidlaminat

Polyimidlaminate, die für ihre Hochtemperaturbeständigkeit und Flexibilität bekannt sind, werden in Anwendungen eingesetzt, die extreme Temperaturtoleranz und Flexibilität erfordern. Sie eignen sich hervorragend für Leiterplattendesigns, die mehrere Schichten erfordern. Darüber hinaus verwenden Hersteller dieses Material für flexible Leiterplatte Herstellung.

Keramiklaminat

Keramiklaminate sind ideal für Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen. Sie bieten eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, einen geringen dielektrischen Verlust und Stabilität bei hohen Temperaturen.

Halogenfreies Laminat

Halogenfreie Laminate sind umweltfreundliche Optionen, die den Einsatz von halogenhaltigen Flammschutzmitteln überflüssig machen. Sie werden verwendet, um Vorschriften und Industriestandards einzuhalten, die die Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe einschränken.

Isola-Laminat

Isola bietet eine Vielzahl von Laminatmaterialien mit spezifischen Leistungsmerkmalen an, darunter Optionen auf Epoxid-, Polyimid- und PTFE-Basis. Isola-Laminate sind so konzipiert, dass sie Hochgeschwindigkeits-Signalintegrität, thermische Zuverlässigkeit und kontrollierte Impedanz bieten.

Eigenschaften von PCB-Laminaten

Lassen Sie uns diese wichtigen Eigenschaften untersuchen – Dielektrizitätskonstante, Wärmeleitfähigkeit, Glasübergangstemperatur und Wärmeausdehnungskoeffizient – ​​und untersuchen, wie sie sich auf die Gesamtleistung einer Leiterplatte auswirken.

Dielektrizitätskonstante (ϵr)

Die Dielektrizitätskonstante, auch relative Permittivität genannt, misst die Fähigkeit eines Materials, elektrische Energie in einem elektrischen Feld zu speichern. Im Wesentlichen kann sie zwischen 3.5 und 5.5 ϵr liegen. Es beeinflusst die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektrischer Signale durch die Leiterplatte. Höhere Dielektrizitätskonstanten führen zu langsameren Signalgeschwindigkeiten, was zu Signalverzögerungen und möglichen Verzerrungen führen kann. Für Hochgeschwindigkeitsanwendungen sind niedrige Dielektrizitätskonstanten wünschenswert, um Signalversatz zu minimieren und die Signalintegrität aufrechtzuerhalten.

Wärmeleitfähigkeit (κ)

Die Wärmeleitfähigkeit ist die Eigenschaft, die die Fähigkeit eines Materials bestimmt, Wärme zu leiten. Leiterplatten mit Komponenten, die Wärme erzeugen, erfordern eine effiziente Wärmeableitung, um eine Überhitzung zu verhindern. Materialien mit höherer Wärmeleitfähigkeit tragen dazu bei, Wärme zu verteilen und abzuleiten, wodurch das Risiko von thermischer Belastung, Komponentenausfall und Signalverschlechterung verringert wird. Für Leistungselektronik und Hochleistungsanwendungen werden Metallkernlaminate mit hoher Wärmeleitfähigkeit bevorzugt.

Glasübergangstemperatur (Tg)

Die Glasübergangstemperatur ist die Temperatur, bei der ein amorphes Material von einem starren, glasartigen Zustand in einen flexibleren, gummiartigen Zustand übergeht. Laminate verlieren ihre strukturelle Integrität, wenn sie einen bestimmten Temperaturbereich erreichen. Daher nutzen wir die Glasübergangstemperatur, um festzustellen, wann das Laminat weicher und aushärtender wird.

Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE)

Der Wärmeausdehnungskoeffizient misst, wie sich die Abmessungen eines Materials bei Temperaturschwankungen ändern. Leiterplatten unterliegen während des Betriebs und der Montage Temperaturschwankungen. Ein nicht übereinstimmender CTE zwischen verschiedenen Materialien in der Leiterplatte kann zu mechanischer Belastung, Delaminierung und Lötstellenfehlern führen, insbesondere bei mehrschichtigen Leiterplatten. Der Ausgleich des CTE ist wichtig, um die strukturelle Integrität aufrechtzuerhalten und Zuverlässigkeitsprobleme zu verhindern.

So wählen Sie das richtige PCB-Laminat aus

Bei der Auswahl des geeigneten Laminatmaterials für eine Leiterplatte müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, um optimale Leistung, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz sicherzustellen. Hier sind Richtlinien für die Auswahl des richtigen Laminatmaterials basierend auf verschiedenen Überlegungen:

Signalintegrität

  • Richtlinien: Wählen Sie für eine gute Signalintegrität ein Laminat mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante (Dk) und einem geringen dielektrischen Verlust (Df). Diese Eigenschaften minimieren Signaldämpfung und -verzerrung.

  • Materialien: Suchen Sie nach Laminaten, die für Hochgeschwindigkeitsanwendungen konzipiert sind, wie z. B. die Hochgeschwindigkeitsmaterialien von Isola oder spezielle HF-Laminate.

  • Beispiel: Rogers-Laminate mit niedrigem Dk und Df werden üblicherweise zur Aufrechterhaltung der Signalintegrität in Hochfrequenzschaltungen verwendet.

Hochfrequenzleistung

  • Richtlinien: Hochfrequenzanwendungen erfordern Laminate mit stabilen elektrischen Eigenschaften über einen weiten Frequenzbereich. Ein niedriger Verlustfaktor ist entscheidend, um Signalverluste zu verhindern.

  • Materialien: Wählen Sie Laminate, die speziell für Hochfrequenzanwendungen entwickelt wurden, wie z. B. die Hochfrequenzlaminate von Rogers.

  • Beispiel: Die Laminate der Rogers 4000-Serie bieten eine hervorragende Hochfrequenzleistung bei geringem Verlust.

Wärmemanagement

  • Richtlinien: Für ein optimales Wärmemanagement sind Laminate mit hoher Wärmeleitfähigkeit erforderlich, um die Wärme effizient abzuleiten. Berücksichtigen Sie den Betriebstemperaturbereich und den Wärmewiderstand.

  • Materialien: Für eine effektive Wärmeableitung eignen sich Metallkernlaminate oder Laminate, die für Anwendungen mit hoher Wärmeleitfähigkeit ausgelegt sind.

  • Beispiel: Metallkernlaminate werden häufig in Anwendungen verwendet, bei denen das Wärmemanagement von entscheidender Bedeutung ist, beispielsweise bei LED-Beleuchtung.

Kosteneffektivität

  • Richtlinien: Es ist wichtig, Leistung und Kosten in Einklang zu bringen. Wählen Sie ein Laminat, das die erforderlichen Spezifikationen erfüllt und gleichzeitig in das Projektbudget passt.

  • Materialien: Standard-FR-4-Laminate sind häufig eine kostengünstige Wahl für allgemeine Anwendungen.

  • Beispiel: FR-4-Laminate werden aufgrund ihrer Kosteneffizienz häufig in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt.

Umwelterwägungen

  • Richtlinien: Wenn die Umweltbelastung ein Problem darstellt, entscheiden Sie sich für halogenfreie oder umweltfreundliche Laminate, die den Vorschriften und Industriestandards entsprechen.

  • Materialien: Halten Sie nach Laminaten Ausschau, die als „halogenfrei“ oder „umweltfreundlich“ gekennzeichnet sind, um die Einhaltung von Umweltauflagen zu gewährleisten.

  • Beispiel: Halogenfreie Laminate reduzieren den Einsatz gefährlicher Stoffe und werden bevorzugt in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Einhaltung von Umweltvorschriften erforderlich ist.

Flexibilität und Formfaktor

  • Richtlinien: Flexible und starr-flexible Leiterplatten erfordern Laminate, die Biegungen standhalten, ohne die elektrischen und mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.

  • Materialien: Wählen Sie Laminate für flexible Leiterplatten, die häufig Polyimidmaterialien enthalten.

  • Beispiel: Polyimidlaminate sind für flexible und starrflexible Leiterplatten in Anwendungen wie Wearables und medizinischen Geräten unverzichtbar.

Herstellungsprozess für PCB-Laminat

Herstellungsprozess für PCB-Laminat

Der PCB-Laminat-Herstellungsprozess ist ein entscheidender Schritt innerhalb des umfassenderen PCB-Herstellungsprozesses. Während das Gesamtziel, eine funktionsfähige Leiterplatte zu schaffen, geteilt wird, unterscheiden sich die Schwerpunkte und Schritte bei der Laminatherstellung vom Gemeinsamen PCB-Fertigungsprozess. Hier ist ein Vergleich, um die Unterschiede hervorzuheben.

AspektHerstellungsprozess für PCB-LaminatGängiger PCB-Herstellungsprozess
Setzen Sie mit Achtsamkeit Erstellen des Basislaminatmaterials.Aufbau funktionsfähiger elektronischer Schaltkreise.
HauptzielProduzieren Sie konsistentes Laminatmaterial.Erstellen Sie funktionsfähige Leiterplatten.
Schlüsselschritte- Vorbereitung von Kernmaterialien und Prepreg.- Bohren von Durchkontaktierungen und Bauteillöchern.
- Schichtstapelung und Laminierung.- Hinzufügen von Leiterbahnen (Ätzen/Plattieren).
- Kupferummantelung der Leiterbahnen.- Bauteilplatzierung und Löten.
- Aufbringen von Schutzbeschichtungen/Finishes.
Kritische Faktoren- Materialgleichmäßigkeit und Verbund.- Schaltungskonnektivität und Trace-Qualität.
- Dielektrizitätskonstante, thermische Eigenschaften.- Genauigkeit der Komponentenplatzierung.
- Konsistente elektrische Eigenschaften.- Lötqualität und Zuverlässigkeit.
OutputDas Laminatmaterial, das bei der Leiterplattenmontage verwendet wird.Voll funktionsfähige Leiterplatten.
Rolle im PCB-ProzessBietet Basismaterial für Leiterplatten.Verwandelt Basismaterial in funktionsfähige Leiterplatten.
Verbindung zum PCB-ProzessNachfolgende Schritte umfassen die Montage von Leiterplatten.Baut auf Laminat auf, um Schaltkreise zu erstellen.

Suchen Sie nach einem Hersteller von Leiterplattenlaminat?

Leiterplattenlaminate sind wesentliche Bausteine, die die Struktur von Leiterplatten bilden. Sie bilden die notwendige Grundlage für den Zusammenbau komplexer elektronischer Designs und spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Gesamtleistung und Zuverlässigkeit der Leiterplatte. Daher ist es sehr wichtig, einen professionellen Leiterplattenhersteller zu finden.

Unsere PCB-Fertigungsfähigkeit ist außergewöhnlich und stellt sicher, dass Sie die besten Ergebnisse für Ihre Projekte erzielen. Mit unserem Fachwissen können wir Folgendes bieten:

  • Fachmännische Materialauswahl: Wir zeichnen uns durch die Auswahl des optimalen Laminatmaterials für Ihre spezifischen Anforderungen aus und berücksichtigen dabei Faktoren wie Hochfrequenzleistung, Wärmemanagement und Budgetbeschränkungen.

  • Präzision und Qualität: Unser Herstellungsprozess basiert auf Präzision und Qualitätskontrolle und stellt sicher, dass Ihre Leiterplattenlaminate konsistent und zuverlässig sind und strengen Industriestandards entsprechen.

  • End-to-End-Support: Von der Materialauswahl bis hin zu Tests und Qualitätskontrolle bieten wir umfassende End-to-End-Unterstützung, um sicherzustellen, dass Ihre Leiterplattenlaminate Ihren Spezifikationen entsprechen.

  • Innovative Lösungen: Wir sind gut gerüstet, um die Herausforderungen bei der Laminatherstellung zu meistern, indem wir innovative Techniken und Technologien einsetzen, um erfolgreiche Ergebnisse zu gewährleisten.

Zögern Sie nicht, kontaktieren Sie uns, wir unterstützen Sie gerne.

Über den Autor

Ich bin seit 2015 als Leiter für Technik und Vertrieb bei Victorypcb tätig. In den letzten Jahren war ich für alle Messen im Ausland verantwortlich, beispielsweise in den USA (IPC Apex Expo), Europa (Munich Electronica) und Japan (Nepcon) usw. Unsere Fabrik wurde 2005 gegründet 1521, jetzt haben wir XNUMX Kunden auf der ganzen Welt und genießen bei ihnen einen sehr guten Ruf.

×

Kontakt

×

Fragen an ASSIST

*Name und Vorname
*E-Mail
Firmenname
Tel
*Nachricht

Durch die weitere Nutzung der Website erklären Sie sich mit unseren einverstanden Datenschutz Allgemeine Geschäftsbedingungen.

Rekrutieren Sie globale Agenten und Distributoren Karriere

ich stimme zu