مواد مورد استفاده در تابلوهای مدار چاپی

به عنوان جزء اصلی محصولات الکترونیکی، انتخاب مواد خام برای برد مدار چاپی (PCB) به طور مستقیم بر عملکرد، قابلیت اطمینان و هزینه‌های ساخت برد تأثیر می‌گذارد.

تعیین کننده اصلی عملکرد مکانیکی و الکتریکی برد مدار
زیرلایه به عنوان ستون فقرات یک برد مدار چاپی (PCB) عمل می کند و باید دارای خواص اساسی مانند عایق الکتریکی، مقاومت در برابر حرارت، استحکام مکانیکی و پایداری ابعادی باشد. بسته به سناریوی کاربردی خاص، بسترها را می توان به طور کلی به دو نوع طبقه بندی کرد: بسترهای صلب و بسترهای انعطاف پذیر.

بسترهای سفت و سخت: رزین اپوکسی تقویت‌شده با الیاف شیشه (FR{10}}4) جریان اصلی این دسته را تشکیل می‌دهد. ترکیب آن شامل رزین اپوکسی، پارچه فیبر شیشه ای و یک عامل پخت است. FR{11}}4 دارای خواص عایق الکتریکی عالی (ثابت دی الکتریک: 4.0-4.5)، مقاومت در برابر حرارت (مقدار Tg: 130-180 درجه) و استحکام مکانیکی (مقاومت خمشی: بیشتر یا مساوی 300 مگاپاسکال) است که باعث می‌شود به طور گسترده در زمینه‌هایی مانند لوازم الکترونیکی مصرفی و تجهیزات ارتباطی مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، بسترهای با فرکانس بالا (مانند زیرلایه‌های PTFE و سرامیکی{13}) در برنامه‌های کاربردی با فرکانس بالا (مانند ایستگاه‌های پایه 5G و سیستم‌های رادار) به دلیل تلفات دی الکتریک پایین (Df کمتر یا مساوی 0) استفاده می‌شوند. با این حال، هزینه آنها 30٪ تا 50٪ بیشتر از FR-4 است.

بستر انعطاف‌پذیر: این ماده بر روی لایه پلی‌آمید (PI) متمرکز شده است، این ماده دارای مقاومت حرارتی (با-محدوده دمای عملیاتی طولانی‌مدت 200- تا 300 درجه)، انعطاف‌پذیری (با شعاع خمشی کمتر یا مساوی 0.5 میلی‌متر) و پایداری شیمیایی است که به طور قابل‌توجهی نسبت به فیلم‌های PET سنتی برتری دارد. در نتیجه، به عنوان ماده ترجیحی برای بردهای مدار چاپی انعطاف پذیر (FPC) عمل می کند. اگرچه هزینه فیلم PI تقریباً دو تا سه برابر FR-4 است، اما به طور موثر الزامات برنامه های خمشی پویا را برآورده می کند، مانند مواردی که در دستگاه های پوشیدنی و نمایشگرهای خودرو یافت می شود.

مواد رسانا: محیط اصلی برای ساخت مدار
مواد رسانا باید دارای رسانایی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و فرآیند پذیری باشند. آنها در درجه اول به دو نوع طبقه بندی می شوند: فویل مس و خمیر رسانا.

فویل مس: تقریباً 30 تا 40 درصد از کل هزینه یک PCB را تشکیل می دهد، ورق مس بر اساس فرآیند تولید به فویل مس الکترولیتی (ED) و فویل مس نورد شده (RA) طبقه بندی می شود. فویل مسی الکترولیتی دارای زبری سطح کم (Ra کمتر یا مساوی 0.5 میکرومتر) است که آن را برای تخته‌های اتصال با چگالی بالا (HDI) مناسب می‌کند. فویل مسی نورد شده شکل پذیری بسیار خوبی از خود نشان می دهد (ازدیاد طول بیشتر یا مساوی 15%) و اغلب در بردهای مدار انعطاف پذیر استفاده می شود. ضخامت ورق مس مستقیماً بر ظرفیت حمل- فعلی آن تأثیر می‌گذارد. ضخامت‌های استاندارد شامل 18 میکرومتر، 35 میکرومتر و 70 میکرومتر است، در حالی که تخته‌های فرکانس بالا ممکن است از فویل مسی بسیار نازک (3 تا 12 میکرومتر) برای به حداقل رساندن تلفات سیگنال استفاده کنند.

مواد ماسک لحیم کاری: کلید حفاظت از مدار و قابلیت اطمینان بالا
مواد ماسک لحیم کاری باید دارای خواص عایق، مقاومت لحیم کاری و پایداری شیمیایی باشند. آنها عمدتاً به دو نوع دسته‌بندی می‌شوند: جوهرهای حساس به نور مایع و ماسک‌های لحیم فیلم خشک-.

جوهر حساس به نور مایع: در زیر نور ماوراء بنفش درمان می شود تا یک لایه ماسک لحیم ایجاد کند. با وضوح بالا (عرض/فاصله خط کمتر یا مساوی 50 میکرومتر) و چسبندگی قوی (قدرت پوسته شدن بیشتر یا مساوی 1.5 نیوتن بر میلی متر) مشخص می شود که آن را برای بردهای مدار با دقت بالا مناسب-می سازد. هزینه آن تقریباً 80-120 RMB/kg است. با این حال، نیاز به قرار گرفتن در معرض همراه و توسعه تجهیزات، که پیچیدگی فرآیند را افزایش می دهد.
ماسک لحیم کاری فیلم خشک: از یک فیلم PET به عنوان حامل استفاده می کند و لایه ماسک لحیم کاری را از طریق لمینیت حرارتی و به دنبال آن توسعه تشکیل می دهد. عملکرد ساده ای را ارائه می دهد (بدون نیاز به تجهیزات در حال توسعه) اما دارای وضوح کمتر (عرض/فاصله خط بیشتر یا مساوی 100 میکرومتر) است و عمدتاً برای بردهای مدار- با چگالی کم استفاده می شود.