De acordo com o engenheiro JH PCBA, cada placa de circuito impresso ou PCB possui seus próprios requisitos e especificações. Suas condições de uso orientam os engenheiros de desenvolvimento de produtos na seleção das melhores opções para PCBs. A indústria de PCB divide os laminados revestidos de cobre em várias categorias, tais como:
Rigidez Mecânica – Existem laminados rígidos revestidos de cobre e laminados flexíveis revestidos de cobre. Alguns exemplos de laminados rígidos revestidos de cobre são CEM-1 e FR-4. Um exemplo de laminado flexível revestido de cobre é a poliimida.
Materiais Isolantes e Estrutura
—Existem laminados revestidos de cobre com resinas orgânicas como CEM-3 e FR-4. Outros são laminados revestidos de cobre com núcleo cerâmico e laminados revestidos de cobre com núcleo metálico.
Espessura do laminado
—Existem laminados grossos com espessuras de 0,8 a 3,2 mm e laminados finos com espessuras inferiores a 0,78 mm.
Material de reforço
—Existem laminados revestidos de cobre com base de fibra de vidro, como FR-4 e FR-5. Existem laminados revestidos de cobre com base de papel, como o XPC. Outros laminados revestidos de cobre são de base composta, como CME-1 e CME-2, e base fenólica.
Resinas Isolantes
—A classificação da laminação revestida de cobre também é baseada em diferentes resinas isolantes usadas pelo PCB. Existem laminados revestidos de cobre à base de resina de poliéster, laminados revestidos de cobre à base de resina epóxi e laminados revestidos de cobre à base de resina de cianato.
Retardador de chama
—Existem dois tipos de laminados revestidos de cobre, como o tipo retardador de chama e o tipo não retardador de chama. Com base nos padrões UL, os laminados rígidos revestidos de cobre podem ser de quatro graus diferentes de retardadores de chama, como os tipos UL-94V0, UL-94V1, UL-94V2 e UL-94HB.
Seis laminados revestidos de cobre populares
Com base nas classificações acima, a indústria de PCB usa seis laminados revestidos de cobre populares:
Laminado revestido de cobre com base metálica
Os laminados revestidos de cobre à base de alumínio com alta condutividade térmica são os mais comuns entre os tipos de isolamento metálico à base de resina disponíveis. Estes são mais adequados para a fabricação de PCBs com alta dissipação de calor. Os substratos de dissipação de calor à base de metal são principalmente úteis em aplicações que envolvem circuitos integrados híbridos, automação de escritório, automóveis, equipamentos de energia, equipamentos elétricos de alta potência, equipamentos de alta corrente, equipamentos de energia e muitos outros campos. Sua aplicação mais difundida envolve produtos LED de alta potência. Embora o alumínio seja o tipo mais comum de base metálica, existem laminados revestidos de cobre que também utilizam núcleos de cobre.
A indústria usa alumínio como o tipo mais comum de laminado revestido de cobre com base metálica devido à sua função superior de dissipação de calor. Normalmente, uma única placa terá uma construção de camada tripla, consistindo em uma camada de circuito de folha de cobre, uma camada de isolante e, por último, uma camada de base metálica.
As aplicações de ponta podem ter uma construção dupla-face, consistindo em uma camada de circuito de folha de cobre, uma camada de isolante, uma base de alumínio seguida por uma camada de isolamento e outra camada de circuito de folha de cobre.
Algumas aplicações precisam de placas de base metálica multicamadas. Normalmente, estes consistem em placas multicamadas comuns coladas com camadas isolantes sobre uma base de alumínio. Produtos de alta potência, como luzes LED, fazem uso extensivo de laminados revestidos de cobre à base de metal devido às suas capacidades superiores de dissipação de calor.
Laminado revestido de cobre de tecido de fibra de vidro reforçado com epóxi
Os laminados revestidos de cobre com tecido de fibra de vidro reforçado com epóxi possuem resina epóxi como adesivo e tecido de fibra de vidro como material de reforço. O tecido de fibra de vidro oferece melhores propriedades mecânicas, resistência ao impacto, estabilidade dimensional e resistência à umidade em comparação com laminados revestidos de cobre com substrato de papel.
O tecido de fibra de vidro reforçado com epóxi oferece bom desempenho elétrico, alta temperatura de trabalho e permanece praticamente inalterado pelo meio ambiente. A fabricação de PCBs multicamadas requer uma camada adesiva entre o substrato de tecido de fibra de vidro e o laminado revestido de cobre do núcleo interno.
Devido aos seus maiores benefícios em relação a outros tipos de substratos de tecido de fibra de vidro reforçado com resina, o laminado revestido de cobre com tecido de fibra de vidro reforçado com epóxi é popular para a fabricação de tecidos de dupla e multicamadas. PCB.
Entre os populares laminados revestidos de cobre com tecido de fibra de vidro reforçado com epóxi, a indústria de PCB usa FR4 como o mais popular e amplamente utilizado. Para aplicações com requisitos especiais, existem materiais FR4 com alta temperatura de transição vítrea com características Tg. O FR4 também é mais barato que a maioria dos materiais especiais disponíveis no mercado. Portanto, a indústria eletrônica utiliza o FR4 para produzir muitos tipos de placas de circuito úteis.
FR4 é o codinome para materiais retardadores de chama. O FR4 utiliza um material de resina que pode se extinguir durante a combustão. Portanto, existem outras variedades de materiais retardadores de fogo que a indústria utiliza para a fabricação de PCB em geral. Normalmente, a maioria desses compósitos retardadores de fogo consiste em resinas epóxi de função Tera, cargas e fibras de vidro.
A maioria dos laminados revestidos de cobre com tecido de fibra de vidro reforçado com epóxi têm propriedades técnicas exclusivas, como alto isolamento térmico. Isso ocorre porque a fibra de vidro possui baixa condutividade térmica, principalmente quando é de pequeno diâmetro. Também possui baixa densidade aparente, o que o torna adequado para uso como isolamento térmico, preservação de calor e como isolamento geral nos setores industrial e de construção.
Laminado revestido de cobre composto
As características do laminado revestido de cobre composto ficam entre o tecido de fibra de vidro reforçado com epóxi e os laminados revestidos de cobre à base de papel. Isso inclui suas propriedades mecânicas e o custo de fabricação. O substrato composto usa fibra de polpa de algodão, papel ou fibra de polpa de madeira como substrato central, papel de fibra de vidro como material central e tecido de fibra de vidro como substrato de superfície. Com resina epóxi retardadora de chama para impregnação, a cor dos laminados revestidos de cobre composto é geralmente branco leitoso.
Exemplos típicos de laminados revestidos de cobre compósito são CEM-1 e CEM-3. Dos dois, o CEM-3 possui menor durabilidade mecânica. A indústria utiliza CEM-1 e CEM-3 em vez de FR4 para placas dupla-face devido ao seu desempenho de menor custo.
Laminados revestidos de cobre de papel epóxi
Os laminados revestidos de cobre de papel epóxi usam resina epóxi como adesivo. As propriedades mecânicas e elétricas dos laminados revestidos de cobre com papel epóxi são ligeiramente melhores que as do FR1. Um exemplo de laminado revestido de cobre com papel epóxi é o FR3.
Laminados revestidos de cobre flexíveis de poliimida
A poliimida é um polímero orgânico de alto peso molecular com resistência ao calor muito alta. A indústria de PCB utiliza amplamente a poliimida para a fabricação de placas de circuito impresso flexíveis devido à sua flexibilidade e suavidade. Laminados flexíveis revestidos de cobre são os substratos mais populares para PCBs flexíveis, PCBs rígidos e flexíveis e substratos para embalagens de fita.
Os laminados revestidos de cobre flexível de poliimida são finos, leves e flexíveis. Eles são passíveis de flexão, dobramento e crimpagem, mas não de flexão estática. É possível dividi-los em placas flexíveis de três camadas com adesivo e placas flexíveis de duas camadas sem adesivo. Os laminados revestidos de cobre flexível de poliimida apresentam resistência a altas temperaturas, boa estabilidade dimensional e maior resistência de ligação. Eles podem ser feitos finos para melhor resistência à dobra.
Laminados revestidos de cobre de pano de fibra de vidro de resina especial
A tecnologia avançada está fazendo demandas diversas e diversificadas aos fabricantes de PCB. Conseqüentemente, eles produziram vários substratos laminados revestidos de cobre com muitos tecidos de fibra de vidro de resina especial para obter propriedades dielétricas mais altas e maior resistência ao calor. A maioria dos fabricantes utiliza resinas que apresentam alta resistência térmica, alta Tg, baixa absorção de água, baixa perda dielétrica e baixa constante dielétrica.
Laminados revestidos de cobre com tecido de fibra de vidro de resina especial são uma excelente solução para aplicações especiais como produtos de RF/microondas. Contudo, estes laminados são caros.
Conclusão
De acordo com JH PCBA, os processos de projeto, fabricação e montagem de PCB são bastante exigentes e exatos. Para construir a placa de acordo com suas especificações, de modo que ela forneça o desempenho pretendido, é necessário fornecer dados de projeto precisos ao fabricante na forma de uma arte final precisa.
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