Výber materiálu pri spracovaní PCBA

PCBA spracovanie (Montáž dosky plošných spojov) je dôležitým článkom v priemysle výroby elektroniky. Pri spracovaní PCBA je rozhodujúci výber materiálov. Ovplyvňuje nielen výkon a spoľahlivosť produktu, ale priamo súvisí aj s výrobnými nákladmi a požiadavkami na ochranu životného prostredia. Tento článok podrobne preskúma stratégiu výberu materiálu a kľúčové úvahy pri spracovaní PCBA.

1. Podkladové materiály

Materiál 1.1 FR4

FR4 je najčastejšie používaný substrátový materiál PCB, ktorý je kompozitom zo sklenených vlákien a epoxidovej živice a má dobré izolačné vlastnosti, mechanickú pevnosť a tepelnú odolnosť. Je vhodný pre väčšinu elektronických výrobkov, najmä spotrebnú elektroniku.

1.2 Vysokofrekvenčné materiály

Pre vysokofrekvenčné dosky plošných spojov, ako sú rádiofrekvenčné (RF) a mikrovlnné komunikačné zariadenia, sú potrebné vysokofrekvenčné materiály s nízkou dielektrickou konštantou a nízkym stratovým faktorom. Bežné vysokofrekvenčné materiály zahŕňajú PTFE (polytetrafluóretylén) a keramické substráty, ktoré môžu zabezpečiť integritu signálu a účinnosť prenosu.

1.3 Kovové podklady

Kovové substráty sa často používajú vo vysokovýkonných elektronických zariadeniach, ktoré vyžadujú dobrý výkon pri odvádzaní tepla, ako sú LED osvetlenie a napájacie moduly. Hliníkový substrát a medený substrát sú bežné kovové substrátové materiály. Majú vynikajúcu tepelnú vodivosť, ktorá dokáže efektívne znížiť prevádzkovú teplotu komponentov a zlepšiť spoľahlivosť a životnosť produktov.

2. Vodivé materiály

2.1 Medená fólia

Medená fólia je hlavným vodivým materiálom na doskách PCB s dobrou vodivosťou a ťažnosťou. Podľa hrúbky sa medená fólia delí na štandardnú hrubú medenú fóliu a ultratenkú medenú fóliu. Hrubá medená fólia je vhodná pre silnoprúdové obvody, zatiaľ čo ultratenká medená fólia sa používa pre jemné obvody s vysokou hustotou.

2.2 Pokovovanie

Aby sa zlepšil výkon spájkovania a odolnosť voči oxidácii, medená fólia na doskách PCB zvyčajne potrebuje povrchovú úpravu. Medzi bežné metódy povrchovej úpravy patrí pozlátenie, postriebrenie a cínovanie. Vrstva pozlátenia má vynikajúcu vodivosť a odolnosť proti korózii, čo je vhodné pre vysokovýkonné dosky plošných spojov; pocínovaná vrstva sa často používa vo všeobecných výrobkoch spotrebnej elektroniky.

3. Izolačné materiály

3.1 Predimpregn

Prepreg je kľúčový izolačný materiál na výrobu viacvrstvových dosiek plošných spojov. Je to zmes tkaniny zo sklenených vlákien a živice. Vytvrdzuje sa zahrievaním počas procesu laminácie, čím sa vytvorí pevná izolačná vrstva. Rôzne typy predimpregnovaných laminátov majú rôzne dielektrické konštanty a tepelnú odolnosť a vhodný materiál je možné zvoliť podľa konkrétnej aplikácie.

3.2 Živicové materiály

V niektorých špeciálnych aplikáciách, ako sú ohybné dosky plošných spojov a pevné ohybné dosky, sa ako izolačné vrstvy používajú špeciálne živicové materiály. Medzi tieto materiály patrí polyimid (PI), polyetyléntereftalát (PET) atď., ktoré majú dobrú pružnosť a tepelnú odolnosť a sú vhodné pre elektronické zariadenia, ktoré je potrebné ohýbať a skladať.

4. Spájkovacie materiály

4.1 Bezolovnatá spájka

S prísnou implementáciou environmentálnych predpisov sa tradičné oloveno-cínové spájky postupne nahrádzajú bezolovnatými spájkami. Bezolovnaté spájky sú bežne používané zliatiny cínu, striebra a medi (SAC), ktoré majú dobré spájkovacie vlastnosti a vlastnosti ochrany životného prostredia. Výber správnej bezolovnatej spájky môže zabezpečiť kvalitu spájkovania a požiadavky na ochranu životného prostredia.

4.2 Spájkovacia pasta a spájkovacia tyč

Spájkovacia pasta a spájkovacia tyč sú kľúčové materiály používané v procese spájkovania záplat SMT a zásuvných modulov THT. Spájkovacia pasta pozostáva z cínového prášku a tavidla, ktoré je natlačené sieťotlačou na podložky PCB; spájkovacie tyče sa používajú na spájkovanie vlnou a ručné spájkovanie. Výber vhodnej spájkovacej pasty a spájkovacej tyče môže zlepšiť účinnosť spájkovania a kvalitu spájkovaného spoja.

5. Materiály šetrné k životnému prostrediu

5.1 Materiály s nízkym obsahom VOC

Počas procesu spracovania PCBA môže výber materiálov s nízkym obsahom prchavých organických zlúčenín (VOC) znížiť poškodenie životného prostredia a ľudského tela. Medzi materiály s nízkym obsahom VOC patria bezhalogénové substráty, bezolovnaté spájky a ekologické tavivá, ktoré spĺňajú požiadavky environmentálnych predpisov.

5.2 Rozložiteľné materiály

Aby bolo možné čeliť výzvam likvidácie elektronického odpadu, čoraz viac spoločností na spracovanie PCBA začalo prijímať rozložiteľné materiály. Tieto materiály môžu byť po skončení životnosti prirodzene degradované, čím sa znižuje znečistenie životného prostredia. Voľba rozložiteľných materiálov nielen pomáha ochrane životného prostredia, ale zvyšuje aj imidž spoločenskej zodpovednosti spoločnosti.

Záver

Pri spracovaní PCBA je výber materiálu dôležitým článkom na zabezpečenie výkonu produktu, spoľahlivosti a požiadaviek na ochranu životného prostredia. Rozumným výberom substrátových materiálov, vodivých materiálov, izolačných materiálov a spájkovacích materiálov možno zlepšiť efektivitu výroby a kvalitu produktu a znížiť výrobné náklady a vplyv na životné prostredie. V budúcnosti, s neustálym pokrokom vedy a techniky a zlepšovaním environmentálneho povedomia, bude výber materiálov pri spracovaní PCBA diverzifikovanejší a šetrnejší k životnému prostrediu, čo prinesie viac inovácií a príležitostí do priemyslu výroby elektroniky.