刚性材料
应该如何指定材料?
我们的建议是,尽量不要指定某一个特定品牌或材料种类,以免最终选择工厂时限制了您的选择。其中的原因是,许多知名品牌材料在我们的工厂中有着广泛使用的同时,有些工厂有数个品牌的材料均能达到所要求的材料规格。这时,供货情况以及价格就可能成为使用哪个品牌的决定因素。
这并不意味着您不能指定所知的材料。如果您根据经验知道某种材料适合您的产品,那么您可以列出这种产品,并加上“或同等材料”的附言,我们的技术人员和采购团队就会审核各种材料,并向您提供一种能满足功能需要又不影响性能的替代产品。
每一家知名的材料制造商都按IPC 4101(刚性及多层印制电路板的基材规范)进行产品分类,以便用此规格确定性能特征并加以分类, 同时详细界定了基材的特征,此外,工厂遵循IPC-4101-xxx分类能做出明智的选择,并确保性能符合预期要求。
如果您需要有关IPC 4101或材料规格方法的更多信息,那么请联络我们,我们乐意提供帮助。
指定材料特性时的关键因素
考虑基材的性能特征时,应考虑材料的相关机械特性(特别是材料在热循环/焊接操作过程中的相关性能)和电气特性。这些通常被认为是标准产品甄选过程中的最常见因素。这是因为所有被考虑的材料都要达到UL可燃性等级V-0。
关键材料特征如下所示。
CTE – Z axis (Co-efficient of thermal expansion): This is a measure of how much the base material will expand when heated. Measured as PPM/degree C (both before and after Tg) and also in % over a temperature range. |
Td (Decomposition temperature): This is the temperature at which material weight changes by 5%. This parameter determines the thermal survivability of the material. |
Tg (Glass transition temperature): The temperature at which the material stops acting like a rigid material and begins to behave like a plastic / softer. |
T260 (Time to delamination): This is the time it take for the base material to delaminate when subjected to a temperature of 260 degrees C. |
T288 (Time to delamination): This is the time it take for the base material to delaminate when subjected to a temperature of 288 degrees C. |
Dk (Dielectric constant): The ratio of the capacitance using that material as a dielectric, compared to a similar capacitor which has a vacuum as its dielectric. |
CTI (Comparative tracking Index): A measure of the electrical breakdown properties of an insulating material. It is used for electrical safety assessment of electrical apparatus. Rating can be seen below. |
Tracking Index (V) |
PLC |
600 and greater |
0 |
400 through 599 |
1 |
250 through 399 |
2 |
175 through 249 |
3 |
100 through 174 |
4 |
< 100 |
5 |
下表摘录了IPC-4101分类的某些特性,重点介绍了已经提到的一些细节。
IPC-4101 |
99 |
101 |
121 |
124 |
126 |
127 |
128 |
129 |
130 |
Tg (min) C |
150 |
110 |
110 |
150 |
170 |
110 |
150 |
170 |
170 |
Td (min) C |
325 |
310 |
310 |
325 |
340 |
310 |
325 |
340 |
340 |
CTE Z 50-260 C |
4% |
4% |
4% |
3,50% |
3% |
4% |
3,50% |
3,50% |
3% |
T260 (min) minutes |
30 |
30 |
30 |
30 |
60 |
30 |
30 |
30 |
30 |
T288 (min) minutes |
5 |
5 |
5 |
5 |
15 |
5 |
5 |
15 |
15 |
Fillers > 5% |
Yes |
Yes |
NA |
NA |
Yes |
Yes |
Yes |
NA |
Yes |
Dk/Permittivity (max) |
5,4 |
5,4 |
5,4 |
5,4 |
5,4 |
5,4 |
5,4 |
5,4 |
5,4 |
绝缘金属基板(IMS)
IMS – 高效散热技术
绝缘金属基板的新机遇
为满足较大的能量或局部热负载量要求,比如在具有高强度LED的现代建筑中,可以运用IMS技术。IMS是“Insulated Metal Substrate”的缩写。这是一种在金属板(通常是铝板)上应用特殊的预浸材料制成的PCB,其主要特性是散热性能极佳,对高电压具有良好的绝缘特性。
最重要的成分是导热预浸材料,这是一种陶瓷或填硼材料,具有极佳的散热性能。其导热性通常是FR4的8-12倍。这类材料的一些知名制造商是Bergquist和Laird Technologies。
Bergquist
Bergquist Company是世界上研发和制造导热界面材料的领先企业。热覆绝缘金属基板(IMS)由Bergquist研发,用来解决当今大功率表面贴装型应用中的散热问题。在此类应用中,模具尺寸缩小,散热问题令人关注。
Thermagon Laird 技术
Laird技术是世界上电子应用领域热传导材料设计和制造的领先企业。
IMS PCB的散热优势
一块IMS PCB的热阻可以设计得很低。例如:如果您把一块1.60 mm的FR4 PCB与一块具有0.15 mm热预浸材料的IMS PCB对比,您会发现IMS PCB的热阻是FR4 PCB的100倍以上。在FR4产品中,大量散热会非常困难。
我们能提供各类材料,能满足几乎所有客户的一切需要,无论是特定品牌还是符合IPC-4101分类/材料特性的同等材料。现有材料分为四大类:标准(广泛应用)、高级(少量工厂特有)、柔性和IMS。
另一种方案是把FR4材料与过孔结合,比如塞入热传导材料,改善PCB的热性能。与使用传统的FR4技术相比,这种做法更富于成本效益。
Standard |
Advanced |
Flex |
IMS |
Sheng Yi |
Rogers |
Tai Flex |
Bergquist |
ITEQ |
Taconic |
DuPont |
Laird |
Kingboard |
Isloa |
Thin Flex |
ITEQ |
Elite materials |
Nelco |
|
|
|
NanYa |
|
|
|
Pacific |
|
|
|
Mitsubishi |
|
|
|
Panasonic |
|
|