Temel malzeme, baskılı devre kartlarının önemli bir parçasıdır. PCB kartının performansını ve uygulama alanını belirler. Farklı ürünlerin PCB temel malzemesi için farklı gereksinimleri vardır. Elektronik teknolojisinin gelişimi ile birlikte, endüstri sınırları zorlamak ve giderek daha fazla zorluğun üstesinden gelmek zorundadır. Cam elyaf kaplı laminatların (CCL) sınırları en fazla zorlananlardan biri olmuştur.
Cam Elyaf Kaplı Laminatlar (CCL) Nedir?
Çoğu PCB kartı, cam elyaf kaplı laminatlardan, diğer adıyla çekirdeklerden yapılmaktadır. Çekirdek, kartlara yapı kazandırır ve termal direnç ve empedans gibi diğer özellikleri etkileyebilir.CCL’nin Yapısı
Cam elyaf kaplı laminatlar, reçine ile sertleştirilmiş bir cam elyaf levha ve bir veya her iki tarafına laminelenmiş bakır folyo içerir. Cam elyaf kaplı laminatın yapısı üç katmana ayrılabilir: alt tabaka, bakır folyo ve bakır kaplı laminat yapıştırıcısı:
1. Alt Tabaka
Organik kartlar için alt tabaka, cam elyaf veya kağıt gibi bir yalıtım malzemesinden oluşur ve bir araya getirilip sentetik reçine ile emprenye edilir. Fenolik reçine, epoksi reçine ve politetrafloroetilen gibi birçok reçine türü kullanılır.2. Bakır Folyo
Bakır folyo, devre kartlarında önemli bir rol oynar ve nihai bakır kalınlığını oluşturur. Bakır folyonun yüksek iletkenliğe ve iyi kaynaklanabilirliğe sahip olması gerekir; bu, devrenin empedansını azaltmaya ve bileşenlerin kaynaklanmasını kolaylaştırmaya yardımcı olur. Bakır folyonun yüzeyinde çizikler, kabarcıklar ve kırışıklıklar olmaması, metal saflığının %99.8’den az olmaması ve kalınlık hatasının ±5um’yi geçmemesi gerekmektedir.3. Yapıştırıcı
Yapıştırıcı, bakır folyo ile alt tabaka arasında güçlü bir bağın korunmasında anahtar rol oynar; bu, lehimleme ve sert taşıma sırasında pad’lerin ve izlerin kalkmasını önler. Cam elyaf kaplı laminatın soyulma dayanımı, yapıştırıcının gücünün ölçüsüdür.CCL’nin Rolü
CCL, PCB’de esas olarak bağlantı, yalıtım ve destek rolü oynar ve devredeki sinyalin iletim hızı, enerji kaybı ve karakteristik empedansı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, CCL büyük ölçüde PCB’nin performansını, kalitesini, işlenebilirliğini, üretim seviyesini, üretim maliyetini ve uzun vadeli güvenilirliğini ve istikrarını belirler.CCL Türleri: Sert CCL ve Esnek CCL
Genel olarak, CCL iki kategoriye ayrılabilir: Sert Bakır Kaplı Laminat ve Esnek Bakır Kaplı Laminat. Sert Bakır Kaplı Laminat, yalıtım malzemesi, kalınlık ve takviye malzemesi gibi farklı faktörlere göre farklı türlere ayrılabilir. Esnek Bakır Kaplı Laminat için de birçok farklı tür bulunmaktadır.Sert Bakır Kaplı Laminat
Yalıtım Malzemesi ve Yapısı ile Bölünmesi
- Organik reçine bakır kaplı laminat
- Metal taban (çekirdek) bakır kaplı laminat
- Seramik taban bakır kaplı laminat
CCL Kalınlığına Göre Bölünmesi
- Konvansiyonel kart
- İnce kart
CCL’de Kullanılan Takviye Malzemelerine Göre Bölünmesi
- Elektronik cam elyaf kumaş taban bakır kaplı laminat
- Kağıt bazlı bakır kaplı laminat
- Kompozit taban bakır kaplı laminat
Esnek Bakır Kaplı Laminat
- Polyester film türü (alev geciktirici ve alev geciktirici olmayan)
- Poliamid film türü (alev geciktirici, alev geciktirici olmayan, iki katmanlı yöntem ve üç katmanlı yöntem)
- Ultra ince elektronik cam elyaf kumaş türü
CCL’nin Alev Alabilirliği
Alev alabilirlik, PCB performans göstergelerini değerlendirmek için önemli bir referanstır. CCL’yi alev alabilirliğe göre sınıflandırmak gereklidir. Alev alabilirlik özelliklerine göre, PCB’yi UL-94 VO, UL-94 V1, UL-94 V2, UL-94 HB olarak ayırabiliriz.UL-94 HB:
Normal karton (yangın dayanıklı değil, en düşük kalite malzeme, güç plakası olarak yapılamaz). UL 94 standardı, Amerikan Underwriters Laboratory tarafından geliştirilen malzemelerin yanma performansı için bir test yöntemi standardıdır. “UL94 HB Sınıfı”, UL94 standardındaki malzemelerin yanma performansının sınıflandırılmasında en düşük seviyedir.UL-94 V0:
Alev geciktirici karton, 22F: tek taraflı cam elyaf kartı CEM-1: tek taraflı cam elyaf kartı CEM-3: çift taraflı yarım cam kart.Yüksek TG Laminatlar
TG, cam geçiş sıcaklığıdır; malzemenin yumuşamaya ve sertliğini kaybetmeye başladığı sıcaklıktır. Cam geçiş sıcaklığını anlamanın bir diğer yolu, kartın hala sert olduğu maksimum sıcaklık olarak tanımlamaktır. Bu, erime noktasından daha düşüktür. Daha yüksek bir TG’ye sahip bir kart, daha düşük bir TG derecesine sahip bir karta kıyasla deformasyona uğramadan veya yumuşamadan daha yüksek çalışma sıcaklıklarına dayanabilir.
Normal PCB malzemesinin TG sıcaklığı 130℃ ile 135°C arasındadır. Yüksek TG kartlar genellikle 170℃’den büyük bir cam geçiş sıcaklığına sahiptir. 150°C TG sıcaklığına sahip bakır kaplı laminatlar da yaygındır; ancak, TG değeri ne kadar yüksekse, alt tabakanın maliyeti de o kadar yüksektir. Daha yüksek TG malzemeleri, kurşunsuz montaj için gereken daha yüksek sıcaklıklara dayanmasına yardımcı olmak için kartlar için avantajlıdır. Kör ve gömülü via gibi belirli yüksek seviyeli PCB üretim süreçleri de daha fazla ısı direnci gerektirir.Metal Kaplı Laminatlar
Alüminyum kartlar, metal kaplı laminatlar (MCL) veya metal çekirdekler (metal çekirdek PCB veya MCPCB gibi) olarak bilinen farklı bir çekirdek yapısı kullanır. Alt tabaka, yapısal temel ve ısı emici olarak işlev gören bir metal, esas olarak alüminyumdan oluşur. Diğer tarafında, genellikle FR4 prepreg ile kaplanmış ince bir dielektrik katmanı, üstte bakır folyo katmanı ile laminelenmiştir. Prepreg, metal tabakayı devrelerden yalıtmak için kullanılır. Çoğu metal kaplı kart yalnızca bir bakır katmanına sahiptir; çünkü katman sayısının artması, metal tabakanın ısı iletme yeteneklerini azaltır. Çift taraflı alüminyum kartlar da üretimi çok zor olduğundan, daha düşük performans için maliyetler çok daha yüksektir.Prototip veya seri PCB'lerin üretilmesini isteyenler ve özel bir laminat ihtiyacı olanlar için, geniş bir malzeme seçeneği ve maliyetleri için Seeed Fusion anlık çevrimiçi teklif platformuna göz atın. Daha fazla bilgi için Seeed Studio Fusion ile iletişime geçin.