PCB廠講HDI 、PCB材料的性能與成本對比
PCB廠講不論您做什么設計,為 PCB 選擇合適的介電材料都很重要。然而,高密度互連 (HDI) 技術(shù)的風險更高:因為它體積小、重量輕且功能強大,但它們有特定的構(gòu)造要求。使用無鉛焊料時,您必須選擇具有較高分解溫度 (Td) 的材料。
那么你如何選擇呢?以下概述了選擇 HDI PCB 材料時的注意事項。
什么是 HDI 疊層?
HDI 代表高密度互連。一個HDI印刷電路板其特點是組件和路由互連的高密度。
HDI 設計本質(zhì)上是一種高性能設計:它具有細線和間距 (≤100µm)、小通孔 (<150µm)、小捕獲焊盤 (<400µm) 和高連接焊盤密度 (>20 pads/厘米2)。HDI PCB 的小尺寸和輕量級使其非常適合小型消費類應用。
層壓板的組成及其功能
在 HDI疊起,樹脂基體提供介電特性和電阻,將高導電層(如銅箔)分開。
選擇介電材料
軟硬結(jié)合板廠講選擇正確的介電材料或樹脂對于 HDI 性能很重要。與傳統(tǒng)的多層 PCB 材料相比,它們通常需要更高的質(zhì)量。噸以下屬性至關重要:
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg):材料從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎承誀顟B(tài)的溫度。這是 PCB 材料選擇的關鍵參數(shù)。
分解溫度(Td):材料發(fā)生化學分解的溫度。
介電常數(shù)(Dk):它是材料的電導率與自由空間(即真空)的電導率之比。介電常數(shù)也是電勢的量度活力在電場作用下儲存在給定體積的材料中。
介電常數(shù)或相對磁導率方程
熱膨脹系數(shù) (CTE):CTE 是 PCB 材料加熱時的膨脹率。它以每加熱攝氏度而膨脹的百萬分之一 (ppm) 表示。
損耗角正切 (tanδ):信號通過電介質(zhì)材料上的傳輸線時的功率損耗。
HDI 材料成本與性能
性能越高,材料越貴。以下是常見電介質(zhì)的成本與性能對比圖表,以及典型應用:
HDI PCB 材料的性能與成本
適合應用的 HDI 材料類型
高頻下的信號能量損耗考慮要求 PCB 材料具有低介電損耗角正切或耗散因數(shù) (Df) 以及更平坦的 Df 與頻率響應曲線。有四類適用于 HDI 的材料:
常速,常損耗
這些是最常見的 PCB 材料——FR-4系列. 它們的介電常數(shù) (Dk) 與頻率響應的關系不是很平坦,并且具有更高的介電損耗。因此,它們的適用性僅限于幾個 GHz 數(shù)字/模擬應用。這種材料的一個例子是 Isola 370HR。
中速,中損耗
中速材料具有更平坦的 Dk 與頻率響應曲線。介電損耗約為正常速度材料的一半。這些適用于高達 ~10GHz。這種材料的一個例子是 Nelco N7000-2 HT。
高速、低損耗
這些材料還具有更平坦的 Dk 與頻率響應曲線和低介電損耗。與其他材料相比,它們產(chǎn)生的不需要的電噪聲也更少。這種材料的一個例子是 Isola I-Speed。
非常高的速度,非常低的損耗(射頻/微波)
用于射頻/微波應用的材料具有最平坦的 Dk 與頻率響應和最小的介電損耗。它們適用于高達 ~20GHz 的應用。這種材料的一個例子是 Isola Tachyon 100G。
為了在高速數(shù)字應用中獲得更好的信號傳輸性能,請使用具有更低 Dk、Df 和更好 SI 特性的材料。對于 RF 和微波應用,請使用 Df 材料盡可能低的材料。當信號衰減很重要時,請使用低損耗高速材料。如果相聲是一個問題,通過使用具有較低 Dk 的材料來減少它。當處理 PCB 尺寸和布局特征較小的微電子基板時,BT 材料更合適。但這些材料更難加工,并不適合每個疊層。
結(jié)論:
線路板廠講正確的材料選擇很重要,因為材料會影響信號走線的電氣性能。PCB廠家提供的材料選擇器可幫助您確定哪種材料最適合您的設計需求。它提供了 12 種材料及其最重要屬性的列表,您可以對其進行比較。從整個 PCB 材料列表中選擇了這些特定材料,因為它們適用于 HDI PCB。這些材料涵蓋了整個 HDI 應用范圍。
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