Elektronik ürünlerin temel bileşeni olan Baskılı Devre Kartı (PCB) için hammadde seçimi, kartın performansını, güvenilirliğini ve üretim maliyetlerini doğrudan etkiler.
Devre Kartının Mekanik ve Elektriksel Performansının Temel Belirleyicisi
Substrat, baskılı devre kartının (PCB) omurgası olarak hizmet eder ve elektrik yalıtımı, ısı direnci, mekanik mukavemet ve boyutsal stabilite gibi temel özelliklere sahip olmalıdır. Özel uygulama senaryosuna bağlı olarak alt tabakalar genel olarak iki türe ayrılabilir: sert alt tabakalar ve esnek alt tabakalar.
Sert Yüzeyler: Cam elyaf-güçlendirilmiş epoksi reçine (FR-4) bu kategorideki ana malzemeyi oluşturur; Bileşimi epoksi reçine, cam elyaf kumaş ve bir kürleme maddesi içerir. FR-4, mükemmel elektriksel yalıtım özelliklerine (dielektrik sabiti: 4,0–4,5), ısı direncine (Tg değeri: 130–180 derece) ve mekanik dayanıma (esneme dayanımı: 300 MPa'ya eşit veya daha büyük) sahiptir ve tüketici elektroniği ve iletişim ekipmanı gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmasını sağlar. Ayrıca, yüksek frekanslı alt tabakalar (PTFE ve seramik dolgulu alt tabakalar gibi), düşük dielektrik kayıpları (Df 0,002'den küçük veya ona eşit) nedeniyle 5G baz istasyonları ve radar sistemleri gibi yüksek frekanslı uygulamalarda kullanılır; ancak maliyetleri FR-4'e göre %30 ila %50 daha yüksektir.
Esnek Alt Tabaka: Poliimid (PI) filmi merkeze alan bu malzeme, ısı direncine (-200 derece ile 300 derece arasında uzun vadeli çalışma sıcaklığı aralığıyla), esnekliğe (0,5 mm'den az veya eşit bükülme yarıçapıyla) ve geleneksel PET filmlerden önemli ölçüde üstün olan kimyasal stabiliteye sahiptir; sonuç olarak esnek baskılı devre kartları (FPC'ler) için tercih edilen malzeme olarak hizmet eder. PI filmin maliyeti FR-4'ün yaklaşık iki ila üç katı olmasına rağmen giyilebilir cihazlar ve otomotiv ekranlarında bulunanlar gibi dinamik bükme uygulamalarının gereksinimlerini etkili bir şekilde karşılar.
İletken Malzemeler: Devre Yapımında Temel Ortam
İletken malzemeler yüksek iletkenliğe, korozyon direncine ve işlenebilirliğe sahip olmalıdır; öncelikle iki türe ayrılırlar: bakır folyo ve iletken macunlar.
Bakır Folyo: Bir PCB'nin toplam maliyetinin yaklaşık %30 ila %40'ını oluşturan bakır folyo, üretim sürecine göre elektrolitik bakır folyo (ED) ve haddelenmiş bakır folyo (RA) olarak sınıflandırılır. Elektrolitik bakır folyo, düşük yüzey pürüzlülüğüne sahiptir (Ra 0,5 μm'den az veya ona eşit), bu da onu Yüksek-Yoğunluklu Ara Bağlantı (HDI) kartları için uygun kılar; Haddelenmiş bakır folyo mükemmel süneklik (%15'ten büyük veya eşit uzama) sergiler ve esnek devre kartlarında sıklıkla kullanılır. Bakır folyonun kalınlığı onun akım-taşıma kapasitesini doğrudan etkiler; standart kalınlıklar 18 μm, 35 μm ve 70 μm'yi içerirken yüksek{11}}frekans kartlarında sinyal kaybını en aza indirmek için ultra-ince bakır folyo (3–12 μm) kullanılabilir.
Lehim Maskesi Malzemeleri: Devre Korumasının ve Gelişmiş Güvenilirliğin Anahtarı
Lehim maskesi malzemeleri yalıtım özelliklerine, lehim direncine ve kimyasal stabiliteye sahip olmalıdır; temel olarak iki türe ayrılırlar: sıvı ışığa duyarlı mürekkepler ve kuru-film lehim maskeleri.
Sıvı Işığa Duyarlı Mürekkep: Ultraviyole ışık altında kürlenerek bir lehim maskesi katmanı oluşturur. Yüksek çözünürlük (çizgi genişliği/aralığı 50 μm'ye eşit veya daha az) ve güçlü yapışma (sıyırma mukavemeti 1,5 N/mm'ye eşit veya daha büyük) ile karakterize edilir ve bu da onu yüksek-hassas devre kartları için uygun kılar. Maliyeti yaklaşık 80–120 RMB/kg'dır; ancak buna eşlik eden maruz kalma ve geliştirme ekipmanı gerektirir, bu da süreç karmaşıklığını artırır.
Kuru Film Lehim Maskesi: Taşıyıcı olarak bir PET filmi kullanır ve termal laminasyon ve ardından geliştirme yoluyla lehim maskesi katmanını oluşturur. Basit bir işlem sunar (geliştirme ekipmanı gerektirmez) ancak daha düşük çözünürlüğe sahiptir (çizgi genişliği/aralığı 100 μm'den büyük veya ona eşit) ve öncelikle düşük-yoğunluklu devre kartları için kullanılır.
