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):
-
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.)
-
По типу используемой смолы;
- фенольная
- эпоксидная
- полиимид
-
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 в категории, дешев, 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 |
|