Según JH PCBA Engineer, cada placa de circuito impreso o PCB tiene sus propios requisitos y especificaciones. Sus condiciones de uso guían a los ingenieros de desarrollo de productos a la hora de seleccionar las mejores opciones para PCB. La industria de PCB divide los laminados revestidos de cobre en varias categorías, como por ejemplo:
Rigidez mecánica: existen laminados revestidos de cobre rígidos y laminados revestidos de cobre flexibles. Algunos ejemplos de laminados rígidos revestidos de cobre son CEM-1 y FR-4. Un ejemplo de laminado revestido de cobre flexible es la poliimida.
Materiales aislantes y estructura.
—Existen laminados revestidos de cobre con resinas orgánicas como CEM-3 y FR-4. Otros son laminados revestidos de cobre con núcleo cerámico y laminados revestidos de cobre con núcleo metálico.
Espesor del laminado
—Existen laminados gruesos con espesores de 0,8 a 3,2 mm, y laminados delgados con espesores inferiores a 0,78 mm.
Material de refuerzo
—Existen laminados revestidos de cobre con base de fibra de vidrio, como el FR-4 y el FR-5. Existen laminados revestidos de cobre con base de papel, como el XPC. Otros laminados revestidos de cobre tienen una base compuesta, como CME-1 y CME-2, y una base fenólica.
Resinas aislantes
—La clasificación de la laminación revestida de cobre también se basa en las diferentes resinas aislantes que utiliza la PCB. Hay laminados revestidos de cobre a base de resina de poliéster, laminados revestidos de cobre a base de resina epoxi y laminados revestidos de cobre a base de resina de cianato.
Retardante de llama
—Existen dos tipos de laminados revestidos de cobre, como el tipo retardante de llama y el tipo no retardante de llama. Según los estándares UL, los laminados rígidos revestidos de cobre pueden ser de cuatro grados diferentes de retardantes de llama, como los tipos UL-94V0, UL-94V1, UL-94V2 y UL-94HB.
Seis laminados revestidos de cobre populares
Según las clasificaciones anteriores, la industria de PCB utiliza seis laminados revestidos de cobre populares:
Laminado revestido de cobre con base metálica
Los laminados revestidos de cobre a base de aluminio con alta conductividad térmica son los más comunes entre los tipos de aislamiento metálico a base de resina disponibles. Son los más adecuados para fabricar PCB con alta disipación de calor. Los sustratos disipadores de calor a base de metal son principalmente útiles en aplicaciones que involucran circuitos integrados híbridos, automatización de oficinas, automóviles, equipos eléctricos, equipos eléctricos de alta potencia, equipos de alta corriente, equipos eléctricos y muchos otros campos. Su aplicación más extendida son los productos LED de alta potencia. Aunque el aluminio es el tipo más común de base metálica, existen laminados revestidos de cobre que también utilizan núcleos de cobre.
La industria utiliza aluminio como el tipo más común de laminado revestido de cobre con base metálica debido a su función superior de disipación de calor. Por lo general, una sola placa tendrá una construcción de triple capa, que consta de una capa de circuito de lámina de cobre, una capa de aislante y, por último, una capa de base metálica.
Las aplicaciones de alta gama pueden tener una construcción de doble cara, que consta de una capa de circuito de lámina de cobre, una capa de aislante, una base de aluminio seguida de una capa de aislamiento y otra capa de circuito de lámina de cobre.
Algunas aplicaciones necesitan tableros con base metálica multicapa. Normalmente, se componen de placas multicapa ordinarias unidas con capas aislantes sobre una base de aluminio. Los productos de alta potencia, como las luces LED, hacen un uso extensivo de laminados revestidos de cobre a base de metal debido a sus capacidades superiores de disipación de calor.
Laminado revestido de cobre de tela de fibra de vidrio reforzada con epoxi
Los laminados revestidos de cobre con tela de fibra de vidrio reforzada con epoxi tienen resina epoxi como adhesivo y tela de fibra de vidrio como material de refuerzo. La tela de fibra de vidrio ofrece mejores propiedades mecánicas, resistencia al impacto, estabilidad dimensional y resistencia a la humedad en comparación con los laminados revestidos de cobre con un sustrato de papel.
La tela de fibra de vidrio reforzada con epoxi proporciona un buen rendimiento eléctrico, una alta temperatura de trabajo y no se ve afectada en gran medida por el medio ambiente. La fabricación de PCB multicapa requiere una capa adhesiva entre el sustrato de tela de fibra de vidrio y el laminado revestido de cobre del núcleo interno.
Debido a sus mayores beneficios sobre otros tipos de sustratos de tela de fibra de vidrio reforzada con resina, el laminado revestido de cobre con tela de fibra de vidrio reforzada con epoxi es popular para la fabricación de capas dobles y múltiples. PCB.
Entre los populares laminados revestidos de cobre con tela de fibra de vidrio reforzada con epoxi, la industria de PCB utiliza FR4 como el más popular y ampliamente utilizado. Para aplicaciones con requisitos especiales, existe material FR4 con alta temperatura de transición vítrea de características Tg. FR4 también es más económico que la mayoría de los materiales especiales disponibles en el mercado. Por lo tanto, la industria electrónica utiliza FR4 para producir muchos tipos de placas de circuitos útiles.
FR4 es el nombre en clave de los materiales retardantes de llama. FR4 utiliza un material de resina que puede extinguirse por combustión. Por lo tanto, existen otras variedades de materiales retardantes de fuego que la industria utiliza para fabricar PCB en general. Normalmente, la mayoría de estos compuestos retardantes de fuego consisten en resinas epoxi con función Tera, rellenos y fibras de vidrio.
La mayoría de los laminados revestidos de cobre con tela de fibra de vidrio reforzada con epoxi tienen propiedades técnicas únicas, como un alto aislamiento térmico. Esto se debe a que la fibra de vidrio tiene una baja conductividad térmica, especialmente cuando es de pequeño diámetro. También tiene una baja densidad aparente, lo que lo hace adecuado para su uso como aislamiento térmico, preservación del calor y como aislamiento general en los sectores industrial y de la construcción.
Laminado revestido de cobre compuesto
Las características del laminado compuesto revestido de cobre se encuentran entre la tela de fibra de vidrio reforzada con epoxi y los laminados revestidos de cobre con base de papel. Estos incluyen sus propiedades mecánicas y el costo de fabricación. El sustrato compuesto utiliza fibra de pulpa de algodón, papel o fibra de pulpa de madera como sustrato central, papel de fibra de vidrio como material central y tela de fibra de vidrio como sustrato de superficie. Con resina epoxi retardante de llama para impregnación, el color de los laminados compuestos revestidos de cobre suele ser blanco lechoso.
Ejemplos típicos de laminados compuestos revestidos de cobre son CEM-1 y CEM-3. De los dos, CEM-3 tiene menor durabilidad mecánica. La industria utiliza CEM-1 y CEM-3 en lugar de FR4 para tableros de doble cara debido a su menor costo.
Laminados revestidos de cobre de papel epoxi
Los laminados revestidos de cobre y papel epoxi utilizan resina epoxi como adhesivo. Las propiedades mecánicas y eléctricas de los laminados revestidos de cobre con papel epoxi son ligeramente mejores que las del FR1. Un ejemplo de laminado revestido de cobre con papel epoxi es el FR3.
Laminados revestidos de cobre flexibles de poliimida
La poliimida es un polímero orgánico de alto peso molecular con muy alta resistencia al calor. La industria de PCB utiliza ampliamente la poliimida para fabricar placas de circuito impreso flexibles debido a su flexibilidad y suavidad. Los laminados revestidos de cobre flexibles son los sustratos más populares para PCB flexibles, PCB rígidos-flexibles y sustratos para embalaje de cinta.
Los laminados revestidos de cobre flexibles de poliimida son delgados, livianos y flexibles. Son susceptibles de doblarse, plegarse y engarzarse, pero no de doblarse estáticamente. Es posible dividirlos en tableros flexibles de tres capas con adhesivo y tableros flexibles de dos capas sin adhesivo. Los laminados revestidos de cobre flexibles de poliimida exhiben resistencia a altas temperaturas, buena estabilidad dimensional y mayor fuerza de unión. Se pueden adelgazar para mejorar la resistencia al plegado.
Laminados revestidos de cobre de tela de fibra de vidrio de resina especial
La tecnología avanzada está planteando demandas diversas y diversificadas a los fabricantes de PCB. En consecuencia, han producido varios sustratos laminados revestidos de cobre con muchas telas de fibra de vidrio de resina especial para lograr propiedades dieléctricas más altas y una mayor resistencia al calor. La mayoría de los fabricantes utilizan resinas que exhiben alta resistencia térmica, alta Tg, baja absorción de agua, baja pérdida dieléctrica y baja constante dieléctrica.
Los laminados revestidos de cobre con tela de fibra de vidrio y resina especial son una excelente solución para aplicaciones especiales como productos de RF/microondas. Sin embargo, estos laminados son caros.
Conclusión
Según JH PCBA, los procesos de diseño, fabricación y montaje de PCB son bastante exigentes y exactos. Para construir la placa según sus especificaciones para que ofrezca el rendimiento previsto, es necesario entregar datos de diseño precisos al fabricante en forma de un diseño final preciso.
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