Materiales para Circuitos Impresos

Los materiales para circuitos impresos (PCB) son los sustratos utilizados para fabricar placas de circuitos impresos, componentes esenciales de muchos dispositivos electrónicos. Los materiales para PCB tienen cuatro requisitos básicos: buena conductividad eléctrica, buena conductividad térmica, buenas propiedades mecánicas y buena estabilidad química. Hay varios materiales diferentes que pueden utilizarse para fabricar placas de circuitos impresos, cada uno con sus propias propiedades y ventajas.

Materiales para PCB FR4 rígidas

Materiales FR-4 estándar

Los materiales Hitechpcb se suministran como FR-4 estándar para placas de circuito impreso rígidas con opciones para temperatura de transición vítrea media y alta.

Algunos de los materiales incluyen KB-6160 como FR-4 estándar, KB-6167, S1000-2, IT180A, 370HR, FR408 para alta Tg.

Estos materiales FR-4 se derivan de resina de alta calidad y laminados de fibra de vidrio con diferentes opciones de grosor.

Encontrará estos materiales FR-4 utilizados con películas de cobre para una variedad de aplicaciones que requieren diferentes necesidades de potencia.

Además, poseen fuertes propiedades mecánicas, como la resistencia a la flexión, e impresionantes propiedades térmicas y eléctricas.

Su resistencia a los cambios de material en la exposición a diferentes valores de temperatura proporciona uniones más fuertes y estabilidad.

Material para PCB de Alta Velocidad

N4000-13 EP Laminado y preimpregnado epoxi multifuncional de alta velocidad
Nelco N4000-13 EP es un sistema mejorado de resina epoxi diseñado para los requisitos actuales sin plomo en los que se requieren múltiples reflujos de soldadura a temperaturas cercanas a los 260 ºC. El N4000-13 EP proporciona una mayor fiabilidad térmica sin comprometer las propiedades eléctricas y de pérdida de señal que han convertido a la familia de productos N4000-13 de Nelco en el estándar del sector para diseños exigentes de alta velocidad/bajas pérdidas. El N4000-13 EP SI es excelente para aplicaciones que requieren una integridad óptima de la señal y un control preciso de la impedancia, manteniendo al mismo tiempo una alta resistencia CAF y fiabilidad térmica.

Nelco 4000-13 VS FR408HR VS Megtron 6

El diseño de interconexiones que soporten velocidades de datos superiores a 50 Gbps es necesario para dar soporte a los sistemas de backplane Terabit. Para predecir y optimizar el rendimiento de los enlaces de alta velocidad que funcionan a 50 Gbps y más, es esencial modelar y caracterizar con precisión los sistemas de interconexión. Los modelos de interconexiones tienen que ser de banda ancha e incluir efectos de alta frecuencia que no eran críticos a esas velocidades de datos en el rango de 10 a 20 Gbps . Para velocidades de datos más elevadas, el modelado muy cuidadoso de la propagación de la señal en las trazas de PCB y paquetes requiere una identificación adecuada de las propiedades dependientes de la frecuencia del conductor y el dieléctrico en una banda de frecuencias extremadamente amplia. Además, el modelado 3D y la caracterización de las estructuras de transición son esenciales para comprender y optimizar la propagación de las ondas y minimizar los desajustes entre las distintas estructuras de transición, como las vías y los BGA en la interfaz entre el encapsulado y la PCB.

Se espera que los laminados de bajas pérdidas, como Megtron 6 de Panasonic, FR408HR de Isola Group y Nelco 4000-13 EPSI de Park Electrochemical Corp. sean elementos clave para diseñar placas que funcionen a velocidades de datos más altas. Estos laminados ofrecen características dieléctricas mucho más estables y tienen una pérdida considerablemente menor a altas frecuencias. Para investigar el efecto de los laminados de baja pérdida y ver el impacto de la rugosidad de la superficie, las propiedades dieléctricas y los efectos de la trama de vidrio, se utilizaron varias placas con Megtron 6 con acabado Hyper Very Low Profile (HVLP) y acabado Reverse-Treated Foil (RTF), Nelco 4000-13 EPSI con lámina de cobre RTF y trama de vidrio estándar, Isola FR408HR con lámina de cobre RTF y trama de vidrio estándar. Muestra las propiedades eléctricas típicas de estos laminados de paso bajo que se estudian en este trabajo y de una placa FR-4 típica para comparación.

Las placas fabricadas se seccionaron transversalmente para verificar con precisión todas las dimensiones de las líneas de transmisión. Se muestra la sección transversal de la placa con FR408HR de Isola, Nelco N4000-13 EPSI, Megtron 6 con acabados RTF y HVLP. Las dimensiones del grosor del conductor, la anchura, la separación de las trazas y las alturas de las capas superior e inferior están marcadas en micras (µm).

Las mediciones de los parámetros de dispersión se realizan con un analizador vectorial de redes (VNA) de 4 puertos y 67 GHz utilizando sondas de alta frecuencia con configuración GSSG de 200 um de paso y conectores a presión de alta frecuencia. Se miden los dos conjuntos de redes diferenciales con trazas de 6 y 12 pulgadas de longitud para FR408HR, Nelco N4000-13 EPSI, Megtron 6 con RTF y acabado HVLP. Se muestran las pérdidas de inserción en modo diferencial y común medidas para las trazas de 12 pulgadas de las cuatro placas. También se han representado las pérdidas de inserción simuladas de estructuras similares utilizando placas FR4. Los gráficos muestran atenuaciones que concuerdan con las propiedades eléctricas de estos laminados que figuran en la Tabla I. La pérdida de inserción diferencial medida del Megtron 6 con acabado HVLP muestra una mejora de unos 2 dB sobre la del Megtron 6 con acabado RTF a 25 GHz. El Megtron 6 con acabado HVLP también muestra unas mejoras de 4 dB y 6 dB sobre el Nelco N4000-13 EPSI y el FR408HR, respectivamente. La traza de 12 pulgadas en Megtron 6 con laminado HVLP muestra unos 20 dB menos de pérdida en comparación con una traza similar en placa FR-4.

Los retardos diferenciales de grupo de las trazas de 12 pulgadas se calculan a partir de los parámetros S de cuatro puertos medidos. Los retardos por pulgada de las cuatro placas se representan gráficamente en función de la frecuencia. El retardo de grupo simulado para la tarjeta FR-4 también se incluye en los gráficos. El Nelco N4000-13 EPSI muestra el menor retardo, como era de esperar por el valor de la constante dieléctrica de este laminado. El FR-4 típico muestra el mayor retardo, como se predice a partir de su mayor constante dieléctrica.

También se realizan simulaciones en el dominio del tiempo utilizando los parámetros S medidos para calcular la respuesta de bit único para una excitación de un impulso con una amplitud de 1 V y una anchura de 20 ps (correspondiente a una velocidad de datos de 50 Gbps) y un tiempo de subida y bajada de 8 ps. Muestra que las respuestas de un solo bit de la placa Megtron 6 experimentaron las menores atenuaciones, tal como se preveía echando un vistazo a la pérdida de inserción diferencial mostrada. Por otro lado, las respuestas de un solo bit para FR-4 sufrieron la mayor atenuación y degradación de borde seguidas de cerca por FR408HR en comparación con las placas Megtron 6. Aunque la respuesta de un solo bit de la EPSI Nelco N4000-13 sufrió una atenuación y dispersión similares a las del FR408HR, experimentó el menor retardo debido a su baja constante dieléctrica.

Material para PCB flexibles

¿Qué material de sustrato se utiliza para PCB flexibles?

Las placas de circuito impreso flexibles son placas de circuito impreso que pueden doblarse y retorcerse sin romperse.
Estas placas de circuito impreso son útiles en la tecnología portátil, especialmente en la fabricación de equipos biomédicos.
Por lo tanto, la composición del material del sustrato de estas placas de circuito impreso debe adaptarse a las fuerzas de flexión y torsión.
La poliimida es el material utilizado habitualmente como sustrato en las placas de circuito impreso flexibles.
Se suministra en forma de película fina con un estrecho margen de grosor que no supera los 120 micrómetros.
El grosor de la poliimida determinará su flexibilidad.
Por tanto, un grosor elevado reduce la flexibilidad o aumenta la rigidez.

¿Qué características tiene el material de PCB de poliamida?

Aunque el poliimida destaca por su propiedad flexible, tiene otras características notables. Entre ellas se incluyen:
La poliimida tiene un alto rango de temperaturas de trabajo, lo que permite su uso en aplicaciones militares extremas.
Este material puede soportar grandes tensiones inducidas por el calor.
Además, las propiedades eléctricas de la poliimida son impresionantes.
La poliimida tiene una notable resistencia a la tracción que le confiere una notable resistencia en condiciones de aplicación duras.
Además, la capacidad de resistencia a las interferencias químicas de las poliimidas es elevada.
Algunas poliimidas tienen un coeficiente de dilatación igual al del cobre, lo que permite respuestas similares a los cambios térmicos.
Sin embargo, las poliimidas están limitadas en los siguientes casos:
La tasa de absorción de humedad y contenido de agua por las poliimidas es alta.
Además, la humedad absorbida o el contenido de agua puede atribuirse a casi el tres por ciento de su peso.
Los precios de las poliimidas son exorbitantes, lo que las hace caras.
Aunque las poliimidas tienen unas características de temperatura excepcionales, están sujetas a las fuerzas que mantienen unidas las capas.

Material para PCB de aluminio

Podemos fabricar PCB con núcleo metálico a partir de nuestro material en stock para que no tenga que esperar largos plazos de entrega de materiales. Tenemos una gama completa de las mejores materias primas en stock para satisfacer su aplicación de PCB de núcleo de metal, tales como BoYu, Ploytronics, Totking, Bergquist, Laird, Kinwong, Doosan, ITEQ, etc. también podemos sugerir buena calidad local de PCB de núcleo de metal basado en fabricante de materias primas que se ajustan a sus proyectos, y lo más importante, puede reducir su costo.

Material para microondas RF PCB

RO3000 ficha técnica

Los laminados RO3000 son compuestos de PTFE rellenos de cerámica destinados al uso en aplicaciones comerciales de microondas y RF. Los laminados de la serie R03000 son materiales para circuitos con propiedades mecánicas muy consistentes independientemente de la constante dieléctrica seleccionada. Debido a esta característica, al diseñar placas multicapa con constantes dieléctricas variables, habrá muy pocos problemas, si es que hay alguno. La constante dieléctrica VS temperatura de los materiales de la serie RO3000 es muy estable. Los laminados RO3000 también están disponibles en una amplia gama de constantes dieléctricas (de 3,0 a 10,2). Las aplicaciones más comunes son

1. Componentes de RF de montaje superficial,

2. Antenas GPS, y

3. Amplificadores de potencia.

RO4000 ficha técnica

Los laminados y preimpregnados RO4000 poseen propiedades favorables que resultan muy útiles en circuitos de microondas y en casos en los que se necesita una impedancia controlada. Esta serie de laminados tienen un precio muy optimizado y también se fabrican utilizando procesos FR4 estándar, lo que los hace adecuados para placas de circuito impreso multicapa. Además, puede procesarse sin plomo. La serie de laminados RO4000 ofrece una gama de constantes dieléctricas (2,55-6,15) y está disponible con versiones ignífugas UL 94 V-0. Sus aplicaciones más populares son

1. Chips RFID,

2. Amplificadores de potencia,

3. Radares para automóviles, y

4. Sensores.

Material para PCB de cerámica

PCB de cerámica en productos electrónicos de alta presión, alto aislamiento, alta frecuencia, alta temperatura, alta fiabilidad y menor volumen, entonces PCB de cerámica será su mejor elección.

¿Por qué PCB de cerámica tiene un rendimiento tan excelente?

96% o 98% de alúmina (Al2O3), nitruro de aluminio (ALN) u óxido de berilio (BeO)

Material conductor: Para tecnología de capa fina, tecnología de capa gruesa, será paladio plateado (AgPd), paladio dorado (AuPd); Para DCB (Direct Copper Bonded) será sólo cobre.

Temperatura de aplicación: -55~850C

Valor de conductividad térmica: 16W~28W/m-K (Al2O3); 150W~240W/m-K para ALN , 220~250W/m-K para BeO;

Resistencia máxima a la compresión: >7.000 N/cm2

Tensión de ruptura (KV/mm): 15/20/28 para 0,25mm/0,63mm/1,0mm respectivamente

Coeficiente de dilatación térmica (ppm/K): 7,4 (bajo 50~200C)