1. Úvod do flexibilních plošných spojů (FPC)
Plošný spoj z flexibilních substrátů má výhody malých rozměrů, nízké hmotnosti, možnosti 3D montáže a dynamického ohýbání.
2. Základní materiály
2.1 Mědí potažený laminát
Skládá se z měděné fólie + lepidla + substrátu. Existuje také substrát bez lepidla, který sestává pouze z měděné fólie + substrátu. Tento typ je dražší a v současnosti se používá méně často, pokud nejsou zvláštní požadavky.
2.1.1 Měděná fólie
Měděná fólie se dělí na dva typy: válcovaná žíhaná měděná fólie (RA měděná fólie) a elektrolyticky nanesená měděná fólie (ED měděná fólie). Pokud jde o vlastnosti, RA měď má lepší mechanické vlastnosti a obecně se upřednostňuje pro aplikace vyžadující flexibilitu.
Tloušťka měděné fólie se dělí na tři standardní specifikace:
. 1/2oz (0,7mil)
. 1oz
. 2oz
Většina aplikací používá měděnou fólii 1oz.
Převodní reference unce (oz)
. Hmotnostní jednotka: 1oz = 28,35 g
. 1 unce = 16 dramů
. 16 uncí = 1 libra (lb)
Různé typy uncí
. Trojská unce (oz.tr / oz.t): Používá se pro měření drahých kovů, jako je zlato a stříbro. 1 oz = 31,1035 g, 12 oz = 1 lb.
. Lékárnická unce (ap oz): Používá se ve farmacii. 1 oz = 31,1030 g.
. Tekutá unce (fl oz): Používá se pro měření kapalin.
. 1 britská tekutá unce = 28,41 ml
. 1 americká tekutá unce = 29,57 ml
2.1.2 Substrát
Materiály substrátu se dělí na dva typy:
. PI (polyimidový) film: Dražší, ale má lepší ohnivzdornost.
. PET (polyesterový) film: Levnější, ale není tepelně odolný.
Pro aplikace vyžadující pájení se běžně používá materiál PI. Standardní tloušťky zahrnují 1 mil a 2 mil.
2.1.3 Lepidlo
Existují dva běžné typy lepidel:
Akrylové lepidlo
Epoxidové lepidlo (nejčastěji používané)
Tloušťka lepidla se pohybuje od 0,4 mil do 1 mil, přičemž nejčastěji se používá 1 mil.
2.2 Krycí vrstva
Krycí vrstva se skládá ze substrátu + lepidla. Substrát se dělí na PI a PET, odpovídající materiálu mědí potaženého substrátu. Typ lepidla krycí vrstvy je stejný jako u mědí potaženého substrátu. Tloušťka krycí vrstvy se pohybuje od 0,5 mil do 1,4 mil.
2.3 Výztuha
Výztuha je tuhý materiál přidaný do specifických oblastí flexibilního plošného spoje pro zpevnění určitých míst, například pro pájení součástek nebo konstrukční podporu.
2.3.1 Materiály výztuhy
PI a PET výztuhy
FR-4 (materiál na bázi epoxidu)
Přehled materiálu FR-4
Termín FR-4 se běžně vyslovuje jako „FR-4“, ale jeho formální označení v písemných dokumentech je FR-4.
FR-4 označuje třídu samozhášecího materiálu, což znamená, že pryskyřičný materiál musí být schopen samovolného uhašení při vystavení plameni. Není to specifický materiál, ale klasifikační standard.
V současnosti se v plošných spojích (PCB) používá mnoho typů materiálů FR-4, ale většina je složena z tetra-funkční epoxidové pryskyřice kombinované s plnivy a skleněnými vlákny za vzniku kompozitního materiálu.
Běžné názvy pro epoxidové sklolamináty FR-4:
FR-4 epoxidová sklolaminátová tkanina, izolační deska, epoxidová deska, deska z epoxidové pryskyřice, deska z bromované epoxidové pryskyřice, FR-4 deska ze skleněných vláken, FR-4 výztuha, FPC výztuha, výztuha flexibilního spoje, FR-4 deska z epoxidové pryskyřice, samozhášecí izolační deska, laminovaná deska, podložka pro vrtání PCB a mnoho dalších.
Technické vlastnosti a aplikace:
FR-4 se široce používá ve vysokovýkonných elektronických izolačních aplikacích, například:
. FPC výztuha
. Podložka pro vrtání PCB
. Skleněné vláknové distanční vložky
. Desky ze skleněných vláken s potiskem uhlíkového filmu pro potenciometry
. Precizní planetová ozubená kola (pro broušení waferů)
. Precizní testovací desky
. Elektrické a elektronické izolační komponenty (např. izolační desky transformátorů, izolační díly motorů, izolační distanční vložky a brusná ozubená kola)
Epoxidové sklolamináty FR-4 jsou k dispozici v různých barvách:
. Žlutý FR-4
. Bílý FR-4
. Černý FR-4
. Modrý FR-4
FR-4 je nejčastěji používaný základní materiál v PCB.
Klasifikace materiálů substrátu PCB
Materiály substrátu PCB se kategorizují podle výztužných materiálů:
1. FR-4: Substrát na bázi skleněné tkaniny
2. FR-1, FR-2: Papírový substrát
3. Série CEM: Kompozitní substrát
4. Speciální materiálový substrát: Zahrnuje keramické a kovové materiály
FR-4 se vyrábí impregnací speciální elektronické skleněné tkaniny epoxidovou fenolickou pryskyřicí a následným vystavením vysoké teplotě a vysokotlakému laminování.