Er is een toenemende vraag naar dunne en ultralichte elektronische componenten. Dit dwingt fabricanten om een printplaat te zoeken met een substraat dat efficiënte warmteafvoereigenschappen heeft. Daar komt een koperbeklede PCB van pas.

Bekijk deze gids over koperbeklad laminaat voor meer details.

Wat is een Koperbeklede PCB?

Figuur 1: Koperbeklede PCB met componenten

Het is een vorm van PCB substraat basismateriaal, het meest gebruikte materiaal in printplaatfabricatie. Sommigen noemen het ook metaalbasis CCL voornamelijk.

In principe bestaat het uit een koperfolie voorgeweekt in hars en elektronisch glasvezel. Het resulterende laminaat/koperfolie wordt vervolgens aan beide kanten van een versterkingsmateriaal gelamineerd, wat een beschermende laag vormt.

Typen Koperbeklad Laminaat (CCL)

Figuur 2: PCB zonder componenten

Er zijn verschillende soorten koperbeklad laminaat, voornamelijk afhankelijk van de classificatiemodus, zoals hieronder getoond.

Classificatie op Mechanische Stevigheid

Deze klasse omvat voornamelijk:

Het starre CCL heeft laminaat zoals FR-4 en CEM-1 en is de basis van starre PCBs. Flexibele CCL's zijn handig bij de vorming van Flex PCBs. Ten slotte is de combinatie van starre CCL's en flexibele CCL's handig bij de productie van flex-star PCBs.

Classificatie op Isolatiemateriaal en Structuren

Voornamelijk vallen er onder deze categorie:

CCL Dikte Classificatie

Deze klasse omvat het volgende:

Een standaard CCL meet ongeveer 0,5 mm in dikte, terwijl een dunne CCL relatief dunner kan zijn dan 0,5 mm.

Let erop dat bij harsgehalteberekeningen u de dikte van de koperfolie moet uitsluiten.

Classificatie op Versterkingsmateriaaltypes

De categorie omvat het volgende:

• Glasvezeldoek basis CCL, bijv. glasversterkte epoxylaminaat FR-4 en FR-5.
• Papieren basis CCL, bijv. XPC.
• Speciaal materiaal basis CCL, bijv. keramische basis CCL en metaalbasis CCL.
• Samengesteld CCL zoals CEM-1 en CEM-3.

Classificatie op Toegepaste Isolatiehars

Typen onder deze classificatie omvatten:

Prestatieclassificatie

Laminaat onder deze klasse omvatten het volgende:

• Hoge warmtebestendigheid CCL
• Algemene prestatie CCL
• Lage CTE (Coëfficiënt van Thermische Uitdijning) CCL
• Lage dielectrische constante CCL

Koperbeklad Laminaat (CCL) Materialen

Figuur 3: Een printplaat met componenten

Er zijn twee primaire materialen voor dit soort laminaat, namelijk:

Koperfolie

De folie is een kathodisch elektrolytisch materiaal dat als continue laag op de PCB-basis loopt in een koperbeklad bord. U kunt het ook gemakkelijk aan een isolerende laag binden. Het is dus een handig onderdeel bij het maken van een beschermende printlaag.

Ten slotte vormt de koperfolie een bordpatroon na etching.

Wat prestaties betreft, zijn er drie hoofdcategorieën koperfolies:

• Standaard koperfolie is nuttig in papierbasis en FR4-materiaal PCB-borden.
• Ook hebben we HTE - De folie is essentieel in meerlagige PCBs voor het oplossen van het achterste split-ring probleem.
• Laagprofiel (LP) koperfolie - Het is ook waardevol voor meerlagige PCBs.

Prepreg

Figuur 4: High-tech elektronische PCB met processor en microchips

Het is voornamelijk een glasvezelmateriaal met harsimpregnering. Tijdens de fabricage gaat de hars door een voordroogproces dat geen verharding omvat. Daardoor behoudt het zijn vloeieigenschappen.

Daarnaast zijn er verschillende prepregs, voornamelijk gebaseerd op hun dikte. De prepreg-dikte bepaalt de elektrische sterkte, elektrische prestaties en chemische prestaties van de PCB. De drie primaire typen zijn:

• Standaard Hars
• Medium Hars
• Hoog Hars

Verder kunnen we Prepreg classificeren op classificatienormen. Voornamelijk omvat dit de volgende twee categorieën:

Toegepaste Hars en Prestatieclassificatie

Onder harsen zijn er vijf typen: Polytetrafluoroethyleenhars, Epoxyhars, Polyimidehars, Fenolhars en Bismaleimide triazine.

Glasvezeldoek Classificatie

De classificatieoverwegingen voor deze categorie omvatten het volgende:

• Warmte- en brandbestendigheid
• Isolatievermogen
• Intensiteit

Nieuwe Trend van CCL

Figuur 5: Printplaat (PCB) zonder componenten

De Restrictie van Gevaarlijke Stoffen (ROHS) eist dat alle CCL's voldoen aan hoge normen zoals verbeterde warmtebestendigheid en betrouwbaarheid. Hieruit voortvloeien de volgende twee soorten CCL's:

Halogeenvrij CCL

De chloor- en fluorgehalte van het CCL is onder 900 ppm, en het halogeengehalte is onder 1500 ppm. Halogeenvrije CCL's zijn beter dan gewone FR-4 CCL's wat betreft hun thermische prestaties en formaatstabiliteit.

Niettemin scoren de typische FR-4 CCL's beter op afstrijksterkte en buigprestaties.

Loodvrij CCL

Sommige koperbeklede PCBs hebben een oppervlaktemontage zonder loodvrij soldeer. In plaats daarvan hebben ze gebromeerde epoxyhars. De ROHS heeft PBB en PBDE in PCBs verboden. Daarom zijn loodvrije CCL's onder de hedendaagse typen.

Daarnaast ondergaat het loodvrije CCL in plaats van het DICY-verhardingssysteem dat gebruikelijk is in FR-4 CCL's, het PN-verhardingssysteem.

Conclusie:

Koperbeklede PCB is populair omwille van zijn efficiënte warmteafvoereigenschappen en thermische spanningweerstand, zoals hierboven uitgelegd. Daarom staat het onder de beste PCBs wat veelzijdigheid en efficiëntie betreft. Dat is alles voor vandaag over dit onderwerp, maar als u vragen heeft, zijn we altijd bereikbaar.