BASISLAMINAATMATERIALEN
De printplaat (PCB) omvat talrijke technologieën en constructies, aangepast aan de elektrische, thermische en mechanische vereisten van elke toepassing. Epoxy (FR-4), PTFE (Teflon), aluminium, polyimide… elk basismateriaal voldoet aan een specifieke behoefte en vereist aangepaste productieprocessen. De keuze van het substraat is een belangrijke parameter voor de prestaties en betrouwbaarheid van de printplaat. PMB biedt een breed scala aan laminaten, van FR-4 (glas-epoxy) tot flexibel polyimide, geselecteerd op basis van de prestaties, betrouwbaarheid en eisen van elk project. Leveranciersselectie is strategisch. PMB beschikt over gekwalificeerde toonaangevende fabrikanten in hun markt:
Materialen die we beheersen:
FR4 , IMS (aluminium) , CEM3 , POLYIMIDE , ROGERS
RIGID-laminaten
PMB biedt een geoptimaliseerd assortiment ‘RIGID’ laminaten – FR-4, rigide polyimide en CEM-3 – zorgvuldig geselecteerd bij de twee Chinese fabrikanten die qua volume toonaangevend zijn: “KB Laminates” en “Shengyi”. Verken hieronder elk materiaal, de belangrijkste technische kenmerken en download het datasheet (PDF).
# RIGIDLAMINATEN - STANDAARD FR4 voor 1- en 2-laags PCB
Voor enkelzijdige en dubbelzijdige printplaten maakt PMB gebruik van producten van de fabrikant « KB Laminates », de wereldleider op het gebied van standaard laminaten. Deze keuze garandeert:
- Standaardlaminaat met een uitstekende prijs-kwaliteitverhouding
- wereldwijde beschikbaarheid en certificeringen
- Langdurige betrouwbaarheid van de fabrikant en productreferenties
| Property | Unit | IPC TM 650 | KB 6164 | KB 6165 |
|---|---|---|---|---|
| TG | °C | 2.4.25 | 140 | 153 |
| Cte-z | ppm/°C | 2.4.25 | 45 | 42 |
| Dielectric constant | etched@1MHZ | 2.5.5.2 | 4.6-4.8 | 4.6-4.8 |
| Electrical strengh | KV/mm | 2.5.6.2 | ≥ 28 | ≥ 28 |
| Dieletric breakdown | KV | 2.5.6 | ≥45 | ≥45 |
| Surface resistivity | MO | 2.5.17.1 | 2.2×10^8 | 2.4×10^8 |
| Tracking resistance CTI | V | 2.4.24 | ≥175 | ≥175 |
| Td260 | min | 2.4.24.1 | >60 | >60 |
| Td288 | min | 2.4.24.1 | >15 | >20 |
| Td value | °C | 2.4.24.6 | 330 | 348 |
| Flammability | Rating | UL94 | V-0 | V-0 |
# "RIGID" LAMINATEN - PREMIUM FR4 voor meerlagige PCB's
Voor meer technische schakelingen maakt PMB gebruik van “premium” producten van de fabrikant SHENGYI Laminates, die wordt beschouwd als de wereldleider op het gebied van hightech-laminaten. Deze keuze garandeert:
- Laminaten van superieure kwaliteit. Nauwkeurige / consistente vlakheid. Uniforme koperdikte
- Betere bestendigheid tegen thermisch wisselend belasten
- Lagere CTE van de Z-as - verbetert de betrouwbaarheid van PTH
Andere laminaten en diktes
| Property | Unit | IPC TM 650 | S1000H | S1000-2M | S1600 |
|---|---|---|---|---|---|
| TG | °C | 2.4.25 | 155 | 185 | 135 |
| Cte-z | ppm/°C | 2.4.25 | 37 | 41 | 55 |
| Dielectric constant | etched@1MHZ | 2.5.5.2 | 4.6 | 4.7 | 4.7 |
| Electrical strengh | KV/mm | 2.5.6.2 | - | - | - |
| Dieletric breakdown | KV | 2.5.6 | >45 | >45 | 60 |
| Surface resistivity | MO | 2.5.17.1 | 3.5*10^7 | 2.2*10^7 | 5*10^7 |
| Tracking resistance CTI | V | 2.4.24 | PLC3 | PLC3 | PLC0 |
| Td260 | min | 2.4.24.1 | >60 | >60 | 15 |
| Td288 | min | 2.4.24.1 | 20 | 30 | 2 |
| Td value | °C | 2.4.24.6 | 348 | 355 | 310 |
| Flammability | Grade | UL94 | UL94-V0 | UL94-V0 | UL94-V0 |
# "RIGID" LAMINATEN - POLYIMIDE MET ZEER HOGE TG (TG 250)
Polyimide-laminaten worden gebruikt voor printplaten die zijn ontworpen om bij verhoogde temperaturen te werken. Ze bieden een hoge thermische stabiliteit en behouden hun mechanische en diëlektrische prestaties in veeleisende omgevingen. Polyimide-materialen worden op grote schaal gebruikt in de volgende toepassingen: satellieten / avionica / radarsystemen / vluchtbesturingsapparatuur / ruimte-elektronica
| Property | Unit | IPC TM 650 | SH260 | VT901 |
|---|---|---|---|---|
| TG | °C | 2.4.25 | 250 | 250 |
| Cte-z | ppm/°C | 2.4.25 | 45 | 50 |
| Dielectric constant | etched@1MHZ | 2.5.5.2 | 4.12 | 4.5 |
| Electrical strengh | KV/mm | 2.5.6.2 | 85 | 54 |
| Dieletric breakdown | KV | 2.5.6 | 40 | 60 |
| Surface resistivity | MO | 2.5.17.1 | 4.8*10^8 | 5*10^8 |
| Tracking resistance CTI | V | 2.4.24 | - | PLC4 |
| Td260 | min | 2.4.24.1 | - | >60 |
| Td288 | min | 2.4.24.1 | - | >60 |
| Td value | °C | 2.4.24.6 | 429 | 390 |
| Flammability | Grade | UL94 | UL94-V0 | UL94-V0 |
# "RIGID" LAMINATEN - CEM3 (THERMISCH)
CEM3 is een materiaal vergelijkbaar met FR4. De belangrijkste verschillen ten opzichte van FR4 zijn:
- Niet-geweven glasversterking.
- Verbeterde warmteafvoer.
- Kenmerkende melkachtige witte kleur.
Door de niet-geweven structuur wordt CEM3 alleen aangeboden in enkel- en dubbelzijdige lagen. Het wordt voornamelijk gebruikt voor LED-verlichtingsprinten en voedingen.
Wij bieden de volgende opties:
- Materiaal-dikte: 1,2 mm, 1,4 mm en 1,8 mm.
- Afgewerkte koper-dikte: 35 µm en 70 µm.
Datasheet:SHENGYI ST215 (CEM3)
# “STIJVE” LAMINATEN - HALOGEENVRIJ FR-4
Halogeenvrij FR-4 gebruikt een halogeenvrij vlamvertragend materiaalsysteem en is geschikt voor PCB's die naleving van milieuvoorschriften, thermische betrouwbaarheid en meerdere reflowcycli vereisen. De materiaalkeuze kan volgens IEC 61249-2-21 worden beoordeeld op het gehalte aan chloor, broom en totale halogenen; de daadwerkelijke conformiteit hangt af van het testrapport van het geselecteerde materiaal.
- Ondersteunt halogeenvrije FR-4-materialen met standaard en hoge Tg
- Geschikt voor loodvrij reflow-solderen en herhaalde thermische cycli
- Materiaalreferenties, UL-certificeringen en testrapporten voor halogeenvrijheid zijn beschikbaar
- Ondersteunt automotive-elektronica, industriële besturing, voedingen en exportproducten
Veelgebruikte halogeenvrije PCB-laminaatmaterialen zijn S1155 (FR-4) en S1165 (FR-4). De onderstaande tabel toont enkele parameters van deze laminaten:
| Material | Tg (°C) | Td (°C) | CTE (ppm/°C) | Td260 (min) | Td288 (min) |
|---|---|---|---|---|---|
| S1155（FR-4） | 140 | 380 | 41 | 60 | 60 |
| S1165（FR-4） | 170 | 360 | 40 | 60 | 15 |
Wij bieden geavanceerde productiediensten voor halogeenvrije PCB's. Raadpleeg onderstaande tabel voor al onze mogelijkheden:
| Item | Manufacturing Capability |
|---|---|
| Quality Grade | IPC Class 2 |
| Layer Count | 2-layer to multilayer |
| Order Quantity | 1–10,000+ pieces |
| Lead Time | 2 days–5 weeks |
| Material | S1150G, S1165 |
| Board Size | Min. 6 × 6 mm; Max. 457 × 610 mm |
| Board Thickness | 0.4–6.5 mm |
| Finished Copper Thickness | 0.5–2 oz |
| Minimum Trace Width / Spacing | 3/3 mil |
| Solder Mask | As specified in the files |
| Solder Mask Color | Green, white, blue, black, red, yellow |
| Silkscreen | As specified in the files |
| Silkscreen Color | White, black, yellow |
| Surface Finish | HASL (Hot Air Solder Leveling) Lead-Free HASL (RoHS) ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold, RoHS) Immersion Silver (RoHS) Immersion Tin (RoHS) OSP (Organic Solderability Preservative, RoHS) |
| Minimum Annular Ring | 4 mil |
| Minimum Drill Diameter | 6 mil |
| Other Processes | Gold fingers Blind/buried vias |
De volgende sectoren vereisen doorgaans halogeenvrije PCB's of bevelen deze aan:
- Consumentenelektronica: smartphones, laptops en draagbare apparaten
- Automotive-elektronica: motorregeleenheden, infotainmentsystemen en sensoren
- Lucht- en ruimtevaart / defensie: avionica en geleidingssystemen
- Medische toepassingen: implanteerbare medische hulpmiddelen en beeldvormingsapparatuur
- Groene energie: zonne-energieapparatuur, energieopslagsystemen en windenergieapparatuur
Bijzonder geschikt voor toepassingen met eisen aan vlamvertraging of een hoge gevoeligheid voor corrosie en betrouwbaarheid op lange termijn.
Materiaalreferenties en procesparameters worden technisch beoordeeld op basis van de stack-up, plaat- en koperdikte, bedrijfstemperatuur en reflowcondities. Lever bij een offerteaanvraag Gerber-bestanden, de stack-up en de gewenste norm voor halogeenvrijheid aan.
HOOGFREQUENTIE PCB'S
Rogers-laminaten zijn koolwaterstof-keramische laminaten voor hoogfrequente toepassingen zoals breedbandcircuits, sensoren en meer. Ze bieden een nauwkeurige diëlektrische constante en hoge controle over de impedantie. Voor prototypes en kleine series in de eigen fabriek biedt PMB de volgende Rogers-laminaatreferenties:
IMS - ALUMINIUMKERN
IMS (Insulated Metal Substrates) zijn laminaten met een aluminium kern, voornamelijk gebruikt vanwege hun uitstekende warmteafvoer. IMS-printen worden vooral gebruikt in toepassingen zoals LED-verlichting en voedingen, waar efficiënte thermische beheersing cruciaal is.PMB biedt IMS-oplossingen met enkel- en dubbelzijdige circuits. Voor dubbelzijdige IMS kunnen twee verschillende stack-ups worden geconfigureerd. Optioneel kan één zijde van de PCB worden voorzien van een kleeflaag3M-9460 Vaak kiezen klanten voor een zwarte (mat of glanzend) of witte soldeermasker. Deze kleurkeuze is ingegeven door de behoefte om het licht van de LED's te reflecteren of te absorberen. Er zijn verschillende isolatiediktes tussen het koper en de aluminium basis van SMI-substraten. PMB biedt standaard 120 µm isolatie.
PMB biedt de volgende IMS-materiaalreferenties:
Keramische PCB
Keramische PCB's gebruiken geavanceerde keramische substraten, zoals aluminiumoxide en aluminiumnitride, om warmte efficiënt af te voeren met behoud van elektrische isolatie. Ze zijn geschikt voor ontwerpen waarin standaard FR-4 niet kan voldoen aan eisen voor thermisch beheer, elektrische prestaties of betrouwbaarheid op lange termijn. Keramische substraten vormen een direct warmteafvoerpad vanaf hotspots van componenten en bieden een stabiel platform voor elektronische producten met hoog vermogen, hoge temperatuur en hoge frequentie.
Waarom kiezen voor een keramisch substraat?
- Een hoge thermische geleidbaarheid voert de door vermogenscomponenten en leds opgewekte warmte efficiënt af.
- Combineert elektrische isolatie met stabiele diëlektrische eigenschappen voor veeleisende circuitontwerpen.
- Een lage thermische uitzettingscoëfficiënt; aluminiumnitride sluit qua thermische uitzetting beter aan bij silicium.
- Bestand tegen hoge temperaturen, vocht en chemische corrosie, waardoor het geschikt is voor zware bedrijfsomgevingen.
Veelgebruikte materialen voor keramische substraten:
| Material | Thermal Conductivity | Key Features | Typical Applications |
|---|---|---|---|
| Al₂O₃ (Aluminum Oxide) | 24–30 W/m·K | Relatively cost-effective, with high mechanical strength and chemical corrosion resistance. | Industrial electronics, automotive sensors, and LED lighting. |
| AlN (Aluminum Nitride) | 170–230 W/m·K | Excellent thermal conductivity, low coefficient of thermal expansion, and good electrical insulation. | Power modules, high-power LEDs, and 5G infrastructure. |
| SiC (Silicon Carbide) | 120–200 W/m·K | Good high-temperature stability, high hardness, and chemical inertness. | Aerospace, industrial control systems, and high-temperature electronic equipment. |
| BeO (Beryllium Oxide) | 220–350 W/m·K | Extremely high thermal conductivity, but requires specialized safety handling procedures. | Engineering-reviewed microwave and high-frequency systems. |
De waarden voor thermische geleidbaarheid zijn referentiebereiken voor de materialen. De uiteindelijke selectie hangt af van de gespecificeerde keramische kwaliteit, het metallisatiesysteem, het montageprocesprofiel en de werkelijke toepassingsomgeving.
Beschikbare structuren en productiemethoden:
- Selecteer enkel- of meerlaagse keramische structuren op basis van de schakeldichtheid en thermische vereisten.
- De dikkefilmtechnologie is geschikt voor robuuste, betrouwbare zeefdrukgeleiders in industriële omgevingen.
- Dunnefilmtechnologie is geschikt voor precisiemetallisatie, fijne structuren en hoogfrequente routing.
- Een hybride constructie van keramiek en FR-4 kan worden gebruikt wanneer prestaties en systeemkosten in balans moeten worden gebracht.
Geschikte toepassingen:
- Compacte assemblages voor vermogenselektronica, leds of beperkte warmteafvoerpaden.
- Producten die bij hoge temperaturen of onder herhaalde thermische cycli werken en een hoge substraatstabiliteit vereisen.
- RF- en hoogfrequentontwerpen die stabiele diëlektrische prestaties en lage verliezen vereisen.
- Toepassingen die worden blootgesteld aan vocht, corrosieve media of zware mechanische omstandigheden.
Vermeld bij een offerteaanvraag de bedrijfstemperatuur, vermogensdissipatie, isolatievereisten, het frequentiebereik en de beoogde stack-up. Materiaalkwaliteit, laagaantal, koperdikte, via-structuur en oppervlakteafwerking moeten vóór productie door een technische beoordeling worden bevestigd.
FLEX
Flexibele PCB's (FLEX) maken de onderlinge verbinding van meerdere printen mogelijk. Ze laten ook toe elektronica te plaatsen waar een stijve PCB niet past. FLEX-circuits zijn dun en licht, met vormen die zich eenvoudig aanpassen aan de mechanische eisen van het eindproduct, terwijl ze uitstekende trillingsbestendigheid bieden. Deze technologie wordt steeds vaker gebruikt in zogeheten hightech producten. Bij dit type PCB wordtpolyimide gebruikt als basismateriaal.
Polyimide-diktes:
- 12 µm
- 25 µm (standaard)
- 50 µm
Afgewerkte koper-diktes:
- Flex 1 laag : 18 µm (standaard) of 35 µm
- Flex 2 lagen : 25 µm (standaard) of 45 µm
Verstevigingen - U kunt één of meerdere stiffeners toevoegen/configureren op de Flex. Dit is bedoeld om bepaalde zones mechanisch te versterken, bijvoorbeeld voor connectoren aan het uiteinde van de flex, het plaatsen van SMD-componenten of het beperken van buigzones. Ze kunnen boven, onder of aan beide zijden van dezelfde Flex worden geplaatst. Ze worden thermisch verlijmd met een kleeflaag.
Versteviging - Beschikbare diktes:
- Polyimide : 0,075 .. 0,25 mm
- FR4 : 0,3 .. 1,5 mm
Optioneel kunt u een kleeflaag op één zijde toevoegen; wij stellen referentie 3M-9077 voor.
RIGID-FLEX
De RIGID-FLEX print is een hybride product dat twee technologieën combineert: stijve PCB's en flex-PCB's in één structuur.
Deze architectuur vermindert het aantal connectoren en kabels, verbetert de betrouwbaarheid en bespaart ruimte in het eindproduct.
Het productieproces van Rigid-Flex-circuits vereist solide ervaring in meerdere cruciale stappen:
- Het freesproces
- De elektrische test
- Het persen van de lagen
Weinig PCB-fabrikanten beheersen deze technologie. Toch biedt Rigid-Flex veel voordelen op het gebied van afmeting, betrouwbaarheid en gewichtsreductie.
Het wordt gebruikt in vele domeinen zoals medische apparatuur, luchtvaart en automotive elektronica.
- Betrouwbaarheid: eliminatie van inter-card connectiviteit, de belangrijkste bron van defecten in elektronica.
- Ruimtebesparing: minder inter-card connectoren en minder soldeerpunten.
- Gewichtsbesparing.
- Kostenreductie: eliminatie van connectoren en kabels tussen printen.
- Verbeterde signaaloverdracht dankzij homogenisatie van de geleiders.
- Tijdswinst: assemblage reeds gedaan
PMB.com biedt de volgende standaard stack-ups
- Stijf materiaal: FR4 TG 180 (S1000-2).
- Flex-materiaal: polyimide.
- Stijve dikte: 0,25 .. 3,2 mm.
- Stijve lagen: tot 8.
- Flex-lagen: 2.
- Stijve oppervlakteafwerking: ENIG.
- Flex-oppervlakteafwerking: ENIG.
- Maximale paneelgrootte: 1020 x 520 mm.
Voor betrouwbare Rigid-Flex ontwerpen raadt PMB de volgende ontwerprichtlijnen aan:
- Geen via's in het flexibele gebied.
- Ontwerp via's met "teardrops".
- Geef de voorkeur aan afgeronde hoeken met grote radius in het flex-gedeelte.
- Geen wijziging in breedte of richting van sporen in het vouwgebied.
- Sporen loodrecht op het overgangsgebied tussen rigid en flex.
