Kobberbeklædt laminat Definition
Kobberbeklædt laminat henviser til et substrat belagt med kobberfolie på den ene eller begge sider, typisk fremstillet ved at laminere materialer som glasfiberdug, papir eller plast med kobberfolie. Ved fremstilling af printkort bruges kobberbeklædt laminat typisk til at lave kredsløbsforbindelser på kortet for at give elektrisk og mekanisk støtte. Kobberfoliens tykkelse og kvalitet kan tilpasses ud fra forskellige anvendelseskrav.
Når man taler om kobberbeklædt laminat (CCL), bliver printkort (PCB) normalt også nævnt. Men faktisk er CCL og PCB forskellige ting, selv om begge spiller vigtige roller i fremstillingsprocessen af PCB'er.
Et printkort er et kompositmateriale, der er fremstillet ved at presse flere lag kobberbeklædt laminat sammen med isolerende materialer som glasfiberdug eller polyimidfilm. Lagene af kobberfolie er adskilt af isolerende materialer, og kompositten er dannet ved at stable og presse dem sammen ved hjælp af en bestemt lamineringsproces under høj temperatur og tryk. Printkort bruges typisk til at lave flerlags printkort med flere kredsløbslag og højere kredsløbstæthed.
Mest anvendte materialer
Laminater fremstilles ved at hærde lag af stof eller papir med termohærdende harpiks under tryk og temperatur, så der dannes et integreret slutstykke med ensartet tykkelse. Størrelsen kan være op til 1,2 x 2,4 m i bredde og længde. Forskellige vævninger (tråde pr. tomme eller cm), kludetykkelse og harpiksprocent bruges til at opnå den ønskede endelige tykkelse og dielektriske egenskaber.
Tilgængelige standardlaminattykkelser er angivet i ANSI/IPC-D-275.
FR-2: fenolisk papir eller fenolisk bomuldspapir
Det er papir, der er imprægneret med en phenolformaldehyd-harpiks. Almindeligt i forbrugerelektronik med enkeltsidede kort. De elektriske egenskaber er ringere end FR-4. Dårlig modstandsdygtighed over for lysbuer. Generelt klassificeret til 105 °C.
FR-4: en vævet glasfiberdug, der er imprægneret med en epoxyharpiks.
Lav vandabsorption (op til ca. 0,15%), gode isoleringsegenskaber og god modstandsdygtighed over for lysbuer. Meget almindelig. Der findes flere kvaliteter med lidt forskellige egenskaber. Typisk klassificeret til 130 °C.
Aluminium- eller metalkerneplade eller isoleret metalsubstrat (IMS)
Det er normalt beklædt med varmeledende tyndt dielektrikum - bruges til dele, der kræver betydelig køling - strømafbrydere, LED'er. Det består normalt af tynde kredsløbskort i et enkelt lag, nogle gange i to lag, baseret på f.eks. FR-4, lamineret på aluminiumplade, normalt 0,8, 1, 1,5, 2 eller 3 mm tykke. De tykkere laminater leveres undertiden også med tykkere kobbermetallisering.
Fleksible substrater
Det kan være en selvstændig kobberbeklædt folie eller kan lamineres til en tynd afstivning, f.eks. 50-130 µm.
Kapton eller UPILEX, en polyimidfolie.
Denne form bruges til fleksible trykte kredsløb, som er almindelige i forbrugerelektronik med lille formfaktor eller til fleksible sammenkoblinger. Modstandsdygtig over for høje temperaturer.
Pyralux
Det er en polyimid-fluoropolymer-kompositfolie. Kobberlaget kan delaminere under lodning.
Mindre hyppigt forekommende materialer:
Flammehæmmende serie (FR)
- FR-1 er ligesom FR-2 typisk specificeret til 105 °C, nogle kvaliteter er klassificeret til 130 °C. Kan stanses ved stuetemperatur. Svarer til pap. Dårlig modstandsdygtighed over for fugt. Lav modstandsdygtighed over for lysbuer.
- FR-3, bomuldspapir imprægneret med epoxy. Typisk klassificeret til 105 °C.
- FR-5, vævet glasfiber og epoxy, høj styrke ved højere temperaturer, typisk specificeret til 170 °C.
- FR-6, mat glas og polyester
Glasfiberforstærket epoxy
- G-10, vævet glas og epoxy - høj isoleringsmodstand, lav fugtabsorption, meget høj bindingsstyrke. Typisk klassificeret til 130 °C.
- G-11, vævet glas og epoxy - høj modstandsdygtighed over for opløsningsmidler, høj bøjningsstyrke ved høje temperaturer, typisk op til 170 °C.
Sammensat epoxy-materiale (CEM)
- CEM-1, bomuldspapir og epoxy
- CEM-2, bomuldspapir og epoxy
- CEM-3, ikke-vævet glas og epoxy
- CEM-4, vævet glas og epoxy
- CEM-5, vævet glas og polyester
Polytetrafluorethylen (PTFE)
- PTFE ("Teflon") - dyrt, lavt dielektrisk tab, til højfrekvensanvendelser, meget lav fugtabsorption (0,01%), mekanisk blødt. Vanskelig at laminere, bruges sjældent i flerlagsapplikationer.
- PTFE, keramikfyldt - dyrt, lavt dielektrisk tab, til højfrekvensanvendelser. Varierende keramik/PTFE-forhold gør det muligt at justere dielektrisk konstant og varmeudvidelse.
- RF-35, glasfiberforstærket keramikfyldt PTFE. Relativt billigere, har gode mekaniske egenskaber og gode højfrekvensegenskaber[16][17].
Aluminiumoxid, et keramisk materiale.
Hårdt, skørt, meget dyrt, meget høj ydeevne, god varmeledningsevne.
Polyimid
Det er en højtemperaturpolymer. Dyrt, højtydende. Højere vandabsorption (0,4%). Det kan bruges fra kryogene temperaturer til over 260 °C.