Medžiagų parinkimas PCBA apdorojime

PCBA apdorojimas (Spausdintinės plokštės surinkimas) yra svarbi elektronikos gamybos pramonės grandis. Medžiagų pasirinkimas yra labai svarbus PCBA apdorojimui. Tai ne tik turi įtakos gaminio eksploatacinėms savybėms ir patikimumui, bet ir tiesiogiai susijusi su gamybos išlaidomis bei aplinkos apsaugos reikalavimais. Šiame straipsnyje bus išsamiai išnagrinėta medžiagų parinkimo strategija ir pagrindiniai PCBA apdorojimo aspektai.

1. Pagrindo medžiagos

1.1 FR4 medžiaga

FR4 yra dažniausiai naudojama PCB substrato medžiaga, kuri yra stiklo pluošto ir epoksidinės dervos kompozicija, pasižyminti geromis izoliacinėmis savybėmis, mechaniniu stiprumu ir atsparumu karščiui. Jis tinka daugeliui elektroninių gaminių, ypač plataus vartojimo elektronikos.

1.2 Aukšto dažnio medžiagos

Aukšto dažnio plokštėms, tokioms kaip radijo dažnių (RF) ir mikrobangų ryšio įranga, reikalingos aukšto dažnio medžiagos su maža dielektrine konstanta ir mažu nuostolių koeficientu. Įprastos aukšto dažnio medžiagos yra PTFE (politetrafluoretilenas) ir keraminiai substratai, kurie gali užtikrinti signalo vientisumą ir perdavimo efektyvumą.

1.3 Metaliniai pagrindai

Metaliniai substratai dažnai naudojami didelės galios elektroniniuose įrenginiuose, kuriems reikalingas geras šilumos išsklaidymo efektyvumas, pavyzdžiui, LED apšvietime ir maitinimo moduliuose. Aliuminio substratas ir vario substratas yra įprastos metalo pagrindo medžiagos. Jie turi puikų šilumos laidumą, kuris gali efektyviai sumažinti komponentų darbinę temperatūrą ir pagerinti gaminių patikimumą bei tarnavimo laiką.

2. Laidžios medžiagos

2.1 Vario folija

Vario folija yra pagrindinė laidžioji medžiaga PCB plokštėse, pasižyminti geru laidumu ir lankstumu. Pagal storį varinė folija skirstoma į standartinę storą vario foliją ir itin ploną vario foliją. Storoji vario folija tinka didelės srovės grandinėms, o ypač plona varinė folija naudojama didelio tankio smulkioms grandinėms.

2.2 Metalo dengimas

Norint pagerinti litavimo efektyvumą ir atsparumą oksidacijai, vario foliją ant PCB plokščių paprastai reikia apdoroti paviršiumi. Įprasti paviršiaus apdorojimo metodai yra padengimas auksu, sidabravimas ir skardinimas. Aukso dengimo sluoksnis turi puikų laidumą ir atsparumą korozijai, todėl tinka aukštos kokybės grandinių plokštėms; alavo sluoksnis dažnai naudojamas bendruose plataus vartojimo elektronikos gaminiuose.

3. Izoliacinės medžiagos

3.1 Prepreg

Prepreg yra pagrindinė izoliacinė medžiaga daugiasluoksnėms PCB plokštėms gaminti. Tai stiklo pluošto audinio ir dervos mišinys. Jis sukietinamas kaitinant laminavimo proceso metu, kad susidarytų vientisas izoliacinis sluoksnis. Skirtingų tipų prepregai turi skirtingas dielektrines konstantas ir atsparumą karščiui, o atitinkamą medžiagą galima pasirinkti pagal konkrečią paskirtį.

3.2 Dervos medžiagos

Kai kuriose specialiose srityse, tokiose kaip lanksčios grandinių plokštės ir standžios lanksčios plokštės, kaip izoliaciniai sluoksniai naudojamos specialios dervos medžiagos. Šioms medžiagoms priskiriamas poliimidas (PI), polietileno tereftalatas (PET) ir kt., kurie pasižymi geru lankstumu ir atsparumu karščiui, tinka elektroniniams prietaisams, kuriuos reikia lenkti ir sulankstyti.

4. Litavimo medžiagos

4.1 Bešvinis lydmetalis

Griežtai laikantis aplinkosaugos taisyklių, tradiciniai švino-alavo lydmetaliai pamažu keičiami bešviniais lydmetaliais. Bešviniai lydmetaliai yra dažniausiai naudojami alavo-sidabro-vario (SAC) lydiniai, pasižymintys geromis litavimo savybėmis ir aplinkos apsaugos savybėmis. Tinkamai parinkus bešvinį lydmetalą galima užtikrinti litavimo kokybę ir aplinkosaugos reikalavimus.

4.2 Litavimo pasta ir litavimo strypas

Litavimo pasta ir litavimo strypas yra pagrindinės medžiagos, naudojamos SMT pleistrų ir THT papildinių litavimo procese. Lydmetalio pasta susideda iš alavo miltelių ir srauto, kuris šilkografiškai atspausdinamas ant PCB trinkelių; litavimo strypai naudojami litavimui bangomis ir litavimui rankiniu būdu. Pasirinkus tinkamą litavimo pastą ir litavimo strypą, galima pagerinti litavimo efektyvumą ir litavimo jungties kokybę.

5. Aplinkai nekenksmingos medžiagos

5.1 Mažai LOJ medžiagos

PCBA apdorojimo proceso metu pasirenkant medžiagas, turinčias mažai lakiųjų organinių junginių (LOJ), galima sumažinti žalą aplinkai ir žmogaus organizmui. Medžiagos, turinčios mažai LOJ, apima behalogeninius pagrindus, bešvinius lydmetalius ir aplinkai nekenksmingus srautus, atitinkančius aplinkosaugos reglamentų reikalavimus.

5.2 Degraduojančios medžiagos

Siekdamos susidoroti su elektroninių atliekų šalinimo iššūkiais, vis daugiau PCBA perdirbimo įmonių pradėjo naudoti skaidomas medžiagas. Šios medžiagos gali natūraliai suirti pasibaigus jų eksploatavimo laikui, sumažinant aplinkos taršą. Degraduojančių medžiagų pasirinkimas ne tik padeda tausoti aplinką, bet ir didina įmonės socialinės atsakomybės įvaizdį.

Išvada

Apdorojant PCBA, medžiagų parinkimas yra svarbi grandis, užtikrinanti gaminio veikimą, patikimumą ir aplinkos apsaugos reikalavimus. Protingai parenkant pagrindo medžiagas, laidžias medžiagas, izoliacines ir litavimo medžiagas, galima pagerinti gamybos efektyvumą ir gaminių kokybę, sumažinti gamybos sąnaudas ir poveikį aplinkai. Ateityje, nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms bei gerėjant aplinkosauginiam sąmoningumui, PCBA apdirbimo medžiagų pasirinkimas bus įvairesnis ir draugiškesnis aplinkai, atnešdamas daugiau naujovių ir galimybių elektronikos gamybos pramonei.