Характеристики базовых материалов

Основа (reinforcement).

Связующие наполнители (resin).

Эпоксидные смолы. Наиболее часто используемый тип наполнителя. Лучшее сочетание цена/характеристики. Постоянно разрабатываются новые типы эпоксидных смол, обладающие улучшенными свойствами.

Полиимид. Имеет самую высокую рабочую температуру из используемых сегодня органических систем. Используется для производства жестких, гибко-жестких и гибких печатных плат. Особенно для военных и специальных применений. Относительно дорог.

Бисмалеимид триазин. Широко используется в качестве основания для корпусов PBGA. Характеризуется хорошими температурными свойствами за приемлемую цену.

Цианат эстер (эфир циановой кислоты). Низкое значение диэлектрической постоянной, очень низкое значение фактора диссипации, улучшенные температурные характеристики.

Дорог.

Стеклоткань. Наиболее широко используемый материал основания. Прост в технологии. Доступен в разных вариантах плетения и толщины. Является основой для материалов класса FR-4. Дешев.

Нетканое стекловолокно. Представляет собой войлок из стекловолокна. Часто используется со фторопластовым заполнением. А также является основой для материалов классаСЕМ-3.

Арамидная ткань. Имеет отрицательный коэффициент теплового расширения по осям x-y. В сочетании с эпоксидным наполнением обеспечивает коэффициент теплового расширения, приближенный к керамике. Недостатком является большой коэффициент теплового расширения по оси z.

Арамидная бумага. Все более широко используется для многослойных применений. Имеет все преимущества арамидной ткани, но легче в производстве и применении. Хорошо сочетается с лазерным или плазменным сверлением.

Полиимидная пленка. Используется в качестве внешних слоев в платах HDI (High Density Interconnections) наряду с эпоксидной смолой. Легко травится химически для формирования переходных отверстий, подходит для лазерного сверления.

Ниже приведены некоторые важные характеристики, которые необходимо учитывать при выборе марки базового материала и проектировании печатной платы для конкретного электронного изделия или применения. Эти характеристики особенно актуальны для BGA применений.

Диэлектрическая постоянная (dielectric constant, Dk), тангенс угла диэлектрических потерь (dissipation factor Df). Эти характеристики необходимо учитывать при проектировании высокочастотных схем, линий связи контролируемого импеданса. Чем меньше диэлектрическая постоянная Dk, тем вышескорость передачи сигналов по печатным проводникам, тембольше импеданс проводника с той же геометрией. Чем

меньше Df, тем лучше целостность сигналов и меньше потери на высоких частотах.

Температура стеклования (Glass Transition Temperature, Tg). Очень важный параметр материала, особенно для многослойных плат. Это точка излома линейной характеристики теплового расширения материала. До температуры Tg материал расширяется линейно с определенным углом наклона характеристики (коэффициентом теплового расширения), после Tg характеристика расширения становится либо нелинейной, либо приближенно линейной, но с гораздо большим наклоном характеристики. Эффект особенно заметен при расширении по оси z, так как по осям x-y эффект частично нивелируется основой (стеклотканью). Это явление обусловлено процессом размягчения связующего наполнения материала (смол), разрывом полимерных связей и постепенного перехода к жидкому состоянию. Чем выше значение Tg, тем меньше выражен эффект коробления печатной платы, тем выше надежность металлизированных переходных отверстий.

Коэффициент теплового расширения (Coefficient of Thermal Expansion, CTE). Имеет разное значение для осей x-y и z. Для последней значение СТЕ всегда больше. Имеет решающее

значение при выборе материала для электронного изделия, функционирующего в широком диапазоне рабочих температур. При прочих равных, рекомендуется выбирать материал с меньшим значением СТЕ.

Влагопоглощение (Moisture or Water Absorption). Большинство органических материалов гигроскопичны и поглощают влагу относительно быстро. Величина влагопоглощения в

процентах определяется как относительное увеличение веса материала или изделия при