随着PCB印刷线路板的进步,其功能越来越复杂和多样化,层数从1-2层增加到4-30层,其中4-12层板更为典型。叠层(构建)包括铜芯和预浸料以将各层固定在一起。这些是电介质。“电介质”的简单定义是允许电场通过的绝缘材料。它不是阻止电场的绝缘体。电介质实际上可以存储电荷,而绝缘体则不能。
为什么要指定电介质?首先,存储电能的电容器可以在没有电介质的情况下实现。但是,当加入电介质时,即使电容器的存储功率能力保持不变,电介质也会降低电容器的电场和电压。这使得电容器更有效地储存能量。
当施加电压时,电介质会导致带电电子进入其中;为了极化,负电子变成正电子,减少了它们可以进入电介质的距离。此外,电子的这种极化量直接影响存储的能量量。指定电介质会直接影响PCB印刷线路板的设计用途以及通过它发送的功率。电介质有几个特征值
- 剥离强度:将铜从其粘合材料上剥离所需的力。
- 体积电阻率:材料对电流泄漏的抵抗力。
- 表面电阻率:沿材料表面的电流泄漏电阻。
- 吸湿性:材料浸泡一段时间后吸收的水分或水的量。
- 介电击穿:当电流量超过材料的击穿电压并且材料变得导电时。
- 介电常数:这是材料在电场中可以储存能量的量。
- 损耗角正切:计算进入介电材料的能量损失。
- 弯曲强度:材料在断裂前可以承受的最大弯曲。
- 耐电弧性:在低电压下使材料导电所需的时间。
- 热应力:由于温度差异而产生的应力。
- 电气强度:材料在不失去绝缘性能的情况下可以承受的最大电场。
- 可燃性:材料在 10 秒后停止燃烧。
- 卤素含量:材料生产中使用的元素。
- 玻璃化转变温度:材料转变为软(未熔化)状态的温度。
- 分解温度:这是将材料分解成单独的元素所需的温度。
- CTE Z 轴:这是热膨胀系数(受热材料在 Z 方向膨胀的温度)。
- 分层时间:材料在温度下分解成单独元素所需的时间。
- CTI:这是比较跟踪指数值。这是材料的电击穿特性的量度。(绝缘体的 CTI 值越大越好)。
因此,可以参考材料规格表上的所有这些项目来为电气PCB印刷线路板设计选择正确的材料电介质。
此外,在多层PCB印刷线路板中,使用预浸料。上面的FR4用于核心,其上层压有铜,并且材料也已经硬化和固化。预浸料不含铜且未固化,因此内部的树脂可以熔化并用作粘合剂将多层粘合在一起。因此,对于叠层,可以选择核心和预浸料以达到所需的整体板厚和层间间距。