Ролью базового материала (подложки), используемого при изготовлении печатных плат, является обеспечение изоляции между проводящими слоями меди при протекании по ним электрического тока. Технологические особенности материала печатной платы определяют её характеристики и стоимость, поскольку от них зависит производительность, сфера применения и допустимые условия эксплуатации.

Поэтому, при выборе материала необходимо обращать внимание на его тепловые, электрические, химические и механические свойства, так как каждый класс устройств имеет свои требования к базовому материалу печатной платы в зависимости от назначения (расширенный диапазон температур, возможность работы на высоких частотах и т.д.).

Базовые материалы состоят из препрегов* (prepreg): элементарных слоев стеклоткани, из которых прессуется базовый материал. Препреги используются при производстве многослойных печатных плат при послойном создании платы. Толщины — десятые доли мм и выше.

*Препрег — это стеклоткань, покрытая эпоксидной смолой. Используется как диэлектрик в многослойных печатных платах и как исходный материал для плат типа FR-4 и FR-5.

Классификация базовых материалов (основа печатной платы):

  1. По типу основного материала;
    • бумага (FR-1, FR-2, FR-3)
    • стеклотекстолит (FR-4, FR-5)
    • композитный материал (CEM)
    • материал специального назначения (оксидированный алюминий, керамика и др.)
  2. По типу используемой смолы;
    • фенольная
    • эпоксидная
    • полиимид
  3. В соответствии с огнестойкостью*;
    • огнестойкие (ULV94-V0, UL94-V1)
    • неогнестойкие (UL94-HB)

* UL94 — это ряд стандартов, разработанных Underwriters Laboratories (UL) — компанией по стандартизации и сертификации в области техники безопасности (США) — для определения степени огнестойкости и горючести материалов.

Информация о некоторых базовых материалах

FR-4

Наиболее распространенный материал для производства печатных плат. Представляет собой композитный материал на основе стеклоткани и огнестойкого связующего с эпоксидной смолой. Обычно матового желтоватого цвета или прозрачный. Класс горючести UL94-V0.

Имеет следующие подклассы:

  • Стандартный, Tg ~130°C, с ультрафиолетовой блокировкой (UV blocking) или без нее;
  • С высокой Tg ~170-180°C;
  • Совместимый с технологиями бессвинцового лужения и пайки;
  • Высокочастотный.

Плюсы:

  • Хорошие изоляционные свойства;
  • Хорошее сопротивление пробою;
  • Низкое водопоглощение.

Материал типа FR-4 подходит для большинства применений, в которых необходима жесткая печатная плата.

Классификация материалов категории FR (Fire Retardant)

Тип материала Состав Описание
FR-1, -2 Бумага + фенольная смола Отличаются температурой стеклования          (130°C и 105 °C соответственно)
FR-3 Бумага + эпоксидная смола Температура стеклования 110 °С
FR-4 Стеклотекстолит Температура стеклования 120-130 °С
FR-5 То же Температура стеклования 140-170°С

Материалы категории CEM (Composite Epoxy Materials)

Представляют собой группу композитных материалов, обычно изготовленных из стеклоткани в сочетании с эпоксидной смолой. Классификация:

Тип материала Состав Описание
CEM-1 Композит на фенольно-бумажной основе с      двумя слоями стеклоткани снаружи Самый популярный материал, дешевле и не поддерживает горение
CEM-2 То же, но поверхность покрыта стеклотканью
CEM-3, -4 Стеклоткань + смолы Отличаются огнестойкостью
CEM-5 Композит из полиэстера и смолы