Izbira surovin za ploščo s tiskanim vezjem (PCB) kot osrednjo komponento elektronskih izdelkov neposredno vpliva na delovanje, zanesljivost in stroške izdelave plošče.
Ključna determinanta mehanske in električne zmogljivosti vezja
Substrat služi kot hrbtenica tiskanega vezja (PCB) in mora imeti bistvene lastnosti, kot so električna izolacija, toplotna odpornost, mehanska trdnost in dimenzijska stabilnost. Glede na specifični scenarij uporabe lahko podlage na splošno razdelimo v dve vrsti: toge podlage in prožne podlage.
Toge podlage: epoksidna smola-ojačana s steklenimi vlakni (FR-4) predstavlja glavni tok v tej kategoriji; njegova sestava vključuje epoksi smolo, tkanino iz steklenih vlaken in sredstvo za strjevanje. FR-4 se ponaša z odličnimi električnimi izolacijskimi lastnostmi (dielektrična konstanta: 4,0–4,5), toplotno odpornostjo (vrednost Tg: 130–180 stopinj) in mehansko trdnostjo (upogibna trdnost: večja ali enaka 300 MPa), zaradi česar se široko uporablja na področjih, kot sta potrošniška elektronika in komunikacijska oprema. Poleg tega se visokofrekvenčni substrati (kot so PTFE in keramično-napolnjeni substrati) uporabljajo v visokofrekvenčnih aplikacijah, kot so bazne postaje 5G in radarski sistemi, zaradi njihove nizke dielektrične izgube (Df manjša ali enaka 0,002); vendar je njihov strošek od 30 % do 50 % višji kot pri FR-4.
Fleksibilen substrat: Ta material, osredotočen na poliimidno (PI) folijo, se ponaša s toplotno odpornostjo (z-dolgoročnim delovnim temperaturnim območjem od -200 stopinj do 300 stopinj), fleksibilnostjo (z radijem upogiba, ki je manjši ali enak 0,5 mm) in kemično stabilnostjo, ki je znatno boljša od tistih pri tradicionalnih PET folijah; posledično služi kot prednostni material za fleksibilna tiskana vezja (FPC). Čeprav je cena PI folije približno dvakrat do trikrat večja od FR-4, učinkovito izpolnjuje zahteve aplikacij za dinamično upogibanje, kot so tiste, ki jih najdemo v nosljivih napravah in avtomobilskih zaslonih.
Prevodni materiali: osnovni medij za konstrukcijo vezij
Prevodni materiali morajo imeti visoko prevodnost, odpornost proti koroziji in sposobnost obdelave; primarno jih kategoriziramo v dve vrsti: bakreno folijo in prevodne paste.
Bakrena folija: Bakrena folija, ki predstavlja približno 30 % do 40 % skupnih stroškov tiskanega vezja, je glede na proizvodni proces razvrščena v elektrolitsko bakreno folijo (ED) in zvito bakreno folijo (RA). Elektrolitska bakrena folija ima nizko površinsko hrapavost (Ra manj kot ali enako 0,5 μm), zaradi česar je primerna za plošče z visoko-interkonekcijo (HDI); zvita bakrena folija ima odlično duktilnost (raztezek večji ali enak 15 %) in se pogosto uporablja v fleksibilnih tiskanih vezjih. Debelina bakrene folije neposredno vpliva na njeno trenutno-nosilnost; standardne debeline vključujejo 18 μm, 35 μm in 70 μm, medtem ko lahko visoko{11}}plošče uporabljajo ultra{12}}tanko bakreno folijo (3–12 μm) za zmanjšanje izgube signala.
Materiali spajkalne maske: ključ do zaščite tokokroga in izboljšane zanesljivosti
Materiali spajkalne maske morajo imeti izolacijske lastnosti, odpornost na spajkanje in kemično stabilnost; primarno jih kategoriziramo v dve vrsti: tekoča fotoobčutljiva črnila in spajkalne maske s suhim-filmom.
Tekoče fotoobčutljivo črnilo: strdi pod ultravijolično svetlobo, da se oblikuje sloj spajkalne maske. Odlikujeta ga visoka ločljivost (širina črt/razmik manj kot ali enaka 50 μm) in močan oprijem (trdnost lupljenja večja ali enaka 1,5 N/mm), zaradi česar je primeren za visoko-natančna vezja. Njegova cena je približno 80–120 RMB/kg; zahteva pa spremljajočo izpostavljenost in opremo za razvijanje, kar poveča kompleksnost procesa.
Spajkalna maska iz suhega filma: uporablja PET folijo kot nosilec in oblikuje plast spajkalne maske s termično laminacijo, ki ji sledi razvijanje. Ponuja preprosto delovanje (ne potrebuje opreme za razvijanje), vendar ima nižjo ločljivost (širina/razmik med črtami večji ali enak 100 μm) in se uporablja predvsem za vezja z nizko-gostoto.
