剛性材料
應(yīng)該如何指定材料?
我們的建議是,盡量不要指定某一個(gè)特定品牌或材料種類,以免最終選擇工廠時(shí)限制了您的選擇。其中的原因是,許多知名品牌材料在我們的工廠中有著廣泛使用的同時(shí),有些工廠有數(shù)個(gè)品牌的材料均能達(dá)到所要求的材料規(guī)格。這時(shí),供貨情況以及價(jià)格就可能成為使用哪個(gè)品牌的決定因素。
這并不意味著您不能指定所知的材料,絕非如此。如果您根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知道某種材料適合您的產(chǎn)品,那么您可以列出這種產(chǎn)品,并加上“或同等材料”的附言,NCAB的技術(shù)人員和采購(gòu)團(tuán)隊(duì)就會(huì)審核各種材料,并向您提供一種能滿足功能需要又不影響性能的替代產(chǎn)品。
每一家知名的材料制造商都按IPC 4101(剛性及多層印制電路板的基材規(guī)范)進(jìn)行產(chǎn)品分類,以便用此規(guī)格確定性能特征并加以分類, 同時(shí)詳細(xì)界定了基材的特征,此外,工廠遵循IPC-4101-xxx分類能做出明智的選擇,并確保性能符合預(yù)期要求。
指定材料特性時(shí)的關(guān)鍵因素
考慮基材的性能特征時(shí),應(yīng)考慮材料的相關(guān)機(jī)械特性(特別是材料在熱循環(huán)/焊接操作過(guò)程中的相關(guān)性能)和電氣特性。這些通常被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品甄選過(guò)程中的最常見(jiàn)因素。這是因?yàn)樗斜豢紤]的材料都要達(dá)到UL可燃性等級(jí)V-0。
關(guān)鍵材料特征如下所示。
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下表摘錄了IPC-4101分類的某些特性,重點(diǎn)介紹了已經(jīng)提到的一些細(xì)節(jié)。
絕緣金屬基板(IMS)
IMS – 高效散熱技術(shù)
絕緣金屬基板的新機(jī)遇
為滿足較大的能量或局部熱負(fù)載量要求,比如在具有高強(qiáng)度LED的現(xiàn)代建筑中,可以運(yùn)用IMS技術(shù)。IMS是“Insulated Metal Substrate”的縮寫。這是一種在金屬板(通常是鋁板)上應(yīng)用特殊的預(yù)浸材料制成的PCB,其主要特性是散熱性能極佳,對(duì)高電壓具有良好的絕緣特性。
最重要的成分是導(dǎo)熱預(yù)浸材料,這是一種陶瓷或填硼材料,具有極佳的散熱性能。其導(dǎo)熱性通常是FR4的8-12倍。這類材料的一些知名制造商是Bergquist和Laird Technologies。
Bergquist
Bergquist Company是世界上研發(fā)和制造導(dǎo)熱界面材料的領(lǐng)先企業(yè)。熱覆絕緣金屬基板(IMS)由Bergquist研發(fā),用來(lái)解決當(dāng)今大功率表面貼裝型應(yīng)用中的散熱問(wèn)題。在此類應(yīng)用中,模具尺寸縮小,散熱問(wèn)題令人關(guān)注。
Thermagon Laird技術(shù)
Laird技術(shù)是世界上電子應(yīng)用領(lǐng)域熱傳導(dǎo)材料設(shè)計(jì)和制造的領(lǐng)先企業(yè)。
IMS PCB的散熱優(yōu)勢(shì)
一塊IMS PCB的熱阻可以設(shè)計(jì)得很低。例如:如果您把一塊1.60 mm的FR4 PCB與一塊具有0.15 mm熱預(yù)浸材料的IMS PCB對(duì)比,您會(huì)發(fā)現(xiàn)IMS PCB的熱阻是FR4 PCB的100倍以上。在FR4產(chǎn)品中,大量散熱會(huì)非常困難。
現(xiàn)有材料分為四大類:標(biāo)準(zhǔn)(廣泛應(yīng)用)、高級(jí)(少量工廠特有)、柔性和IMS。
另一種方案是把FR4材料與過(guò)孔結(jié)合,比如塞入熱傳導(dǎo)材料,改善PCB的熱性能。與使用傳統(tǒng)的FR4技術(shù)相比,這種做法更富于成本效益。
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