Materiales de fabricación de circuitos impresos

Los PCB son capas de láminas metalicas de cobre y material laminar. Las normas de la industria para la seleccion de materiales para PCB se encuentran en la norma IPC-2221 y están disponibles en Hemeixin para .

Las placas de circuito impreso (PCB) están hechas de capas apiladas de cobre entre capas de material laminar/epoxi preimpregnado (preimpregnados). El preimpregnado más común que se utiliza hoy en día es el FR4 por sus características ignífugas y de fácil abastecimiento. Está preparado para proporcionar un alto grado de aislamiento eléctrico tanto en condiciones secas como húmedas a la vez que mantiene la resistencia mecánica. FR4 es una calidad de material y se suele fabricar con una combinación de materiales que componen una capa de vidrio-epoxi no conductora.

Materiales de la PCB y aplicaciones de la industria

La industria utiliza principalmente material no conductor de grado FR4 entre las capas de cobre para crear placas de circuito impreso. FR4 es una designación de grado NEMA para el material laminado de epoxi reforzado con fibra de vidrio. La designación representa la proporción de fibra y resina e indica características como si es ignífugo, la constante dieléctrica, el factor de pérdida, la fuerza tensil, la resistencia al corte, la temperatura de transición vítrea y el coeficiente de dilatación del eje z. FR4 es ignífugo, por lo que resulta adecuado para los requisitos de seguridad, y es resistente bajo diferentes temperaturas y entornos de humedad, lo que aumenta la calidad de los resultados.

Los materiales laminares se colocan entre capas de cobre y se convierten en sustratos con propiedades dieléctricas correspondientes a los circuitos montados en las placas. Los diseñadores especifican el grosor del substrato para cumplir los requisitos dieléctricos de los circuitos. La norma IPC-2221 contiene tablas que especifican la constante dieléctrica para el grosor variable del FR4 y otros posibles materiales laminados que pueden utilizarse en las capas de sustrato de PCB.

Otra consideración sobre el material cuando se diseñan PCB es el grosor del revestimiento. Los diseños suelen utilizar 28 gr. de cobre para que los planos de alimentación y tierra puedan incluir múltiples rutas de señal durante el funcionamiento del circuito. Con múltiples corrientes atravesando el plano de alimentación y de tierra simultáneamente durante el funcionamiento, debe diseñarse suficiente cobre en el plano. Por lo general, en los planos de alimentación y de tierra se especifican 28 gr de cobre. Los planos de señal se suelen diseñar con 14 gr de cobre, ya que las señales eléctricas se desplazan a través de ellos de una en una. En los trazos de alta velocidad, puede especificarse más o menos cobre para cumplir con las características de impedancia del trazo. Otras consideraciones sobre los materiales incluyen las placas de los orificios, la pasta de la soldadura y la máscara de la soldadura.

Los fabricantes continúan descubriendo materiales más adecuados para las señales de alta velocidad. Los materiales pueden afectar negativamente a la integridad de la señal y al cristal no tejido, entre otras cosas, y se ha determinado que los materiales laminares reducen la interferencia de la señal para mantener la integridad. Estos materiales son adecuados para radares y microondas, pero son más caros de producir. Consultar a los fabricantes es una buena idea para encontrar el punto ideal entre la integridad de la señal y el coste de fabricación del diseño.