1. MATERIAŁY PRZEWODZĄCE, PÓŁPRZEWODNIKOWE I DIELEKTRYCZNE
- KRYTERIA PODZIAŁU:
* ze względu na konduktywność γ :
- przewodzące (budowa elektrycznych obwodów prądowych) - γ >10^6 s/m (ρ20˚C < 10^-4 Ω cm)
- półprzewodzące - 10^-6 s/m < γ < 10^4 s/m
(10^-2 < ρ20˚C < 10^8 Ω cm)
- elektroizolacyjne - γ < 10^-10 s/m (ρ20˚C > 10^12 Ω cm)
przy wilgotności względnej 65 %
* klasyfikacja wg teorii pasmowej (tylko zjawisko przewodnictwa elektronowego)
- ΔE < 0 - metale
- 0,5eV < ΔE < 2eV - półprzewodniki
- ΔE > 2eV - izolatory
2. CHARAKTERYSTYKA TEMPERATUROWA
MATERIAŁÓW PRZEWODZĄCYCH:
3. WYTWARZANIE LAMINATÓW:
Podstawą klasyfikacji laminatów jest rodzaj użytego materiału osnowy oraz rodzaju żywicy. W normie amerykańskiej NEMA znajdują się laminaty na bazie:
- papieru i żywic fenolowych oraz żywic epoksydowych (oznaczone jako XXXP, XXXPC, FR-2, FR-3)
- tkanin szklanych oraz żywic epoksydowych (oznaczone jako G-10, G-11, FR-4, FR-5)
- tkanin szklanych oraz żywic poliestrowych (FR-6)
- papieru i tkanin szklanych oraz żywic epoksydowych (CEM-1)
- materiałów i tkanin szklanych oraz żywic epoksydowych (CEM-3)
4. RODZAJE LAMINATÓW WYKORZYSTYWANYCH W ELEKTRONICE
I ICH WŁAŚCIWOŚCI:
* laminat fenelowo-papierowy (zast. elektroniczny sprzęt powszechnego użytku, urządzenia pracujące w łagodnych warunkach środowiskowych, ozn. XXXP, XXXPC, FR-2):
- dobra obrabialność
- niska cena
- dobre właściwości elektryczne
- temp. pracy ciągłej niższa od 105˚C
- układy nie są narażone na wibracje i udary
- nie występuje łuk elektryczny
- obwód maksymalnie może wchłonąć do 1 % wilgoci
* laminat epoksydowo-szklany (G-10, FR-4, G-11,
FR-5)
- sprzęt profesjonalny (komputery, urządzenia telekomunikacyjne) i wojskowy
- duża wytrzymałość mechaniczna
- odporność na procesy lutowania
- zdolność do długotrwałej pracy w podwyższonych temperaturach
- możliwość metalizowania otworów
* laminat do pracy w zakresie wielkiej częstotliwości
a). teflonowo-szklany (GT, GX)
- praca ciągła nawet powyżej 200˚C
- mała wartość ε, mała kontrolowana wartość tgδ
- bardzo słaba stabilność termiczna
- trudna obrabialność
- bardzo wysoka cena
b). polistyrenowo-szklany
c). polietylenowo-szklany
* laminaty wysokotemperaturowe, wysokostabilne
- na bazie żywic polimidowych (Tg=275˚C) i triazynowych (Tg=250˚C)
* laminaty z warstwą rezystywną
- podłoże epoksydowo-szklane
- folia rezystywna (25Ω/□ lub 100Ω/□)
- folia miedziana
(niezbędny proces dwukrotnego trawienia)
5. METODY WYTWARZANIA POŁĄCZEŃ
ELEKTRYCZNYCH NA LAMINATACH:
a). metoda subtraktywna (ubytkowa) - wytrawianie mozaiki w foli miedzianej:
- wykonanie otworów, szczotkowanie powierzchni
- miedziowanie chemiczne i elektryczne wstępne (grubość Cu 3-5μm)
- maskowanie
- metalizacja elektrolityczna Cu+SnPb
- zmywanie maski
- trawienie
Metoda stosowana do wytwarzania ok. 95% płytek drukowanych.
b). metoda addytywna (narostowa) - chemiczne osadzanie miedzi w uprzednio uaktywnionych miejscach po czym jej pogrubianie elektrolityczne
Należy stosować laminaty z warstwą adhezyjną z katalizatorem, który należy uaktywnić przed procesem miedziowania chemicznego.
6. LAMINATY WIELOWARSTWOWE -
SPOSÓB WYTWARZANIA:
- wytwarzane głównie w oparciu o cienkowarstwowe laminaty epoksydowo-szklane (niefoliowane, foliowane miedzią jednostronnie, foliowane miedzią dwustronnie)
- zwarstwiane przy pomocy preimpregnatów (prepegów tj. żywic w stanie półutwardzonym B)
7. PŁYTKI DRUKOWANE ELASTYCZNE - SPOSÓB WYTWARZANIA I ZASTOSOWANIE:
Płytki drukowane giętkie:
- ułatwienie okablowania
- dopasowanie obwodu drukowanego do złożonego kształtu urządzenia
- zwiększenie stopnia miniaturyzacji i niezawodności
- zmniejszenie ciężaru
Elastyczne kompozycje PYRALUX
- dopuszczalne jest 500 mln cykli zginania i skręcania (nie występuje rozwarstwienie folii, nie tworzą się też pęcherze przy lutowaniu)
- duża absorpcja udarów mechanicznych i wibracji
Montaż okablowania:
- połączenia lutowane automatycznie lub zaciskane
Zastosowanie:
-sprzęt kosmiczny, komputerowy, wojskowy, motoryzacyjny
Ograniczone zastosowanie:
- koszty
- trudniejsza technologia
8. PŁYTKI DRUKOWANE Z RDZENIEM ALUMINIOWYM - SPOSÓB WYTWARZANIA
I ZASTOSOWANIE:
Zastosowanie:
- dobre przewodnictwo cieplne (wzmacniacze mocy, zasilacze, układy sterowania, regulatory i stabilizatory napięcia)
- zdolność do odprowadzania ciepła (układy gdzie konieczna jest kompensacja termiczna)
- odporność na duże różnice temperatur, szoki termiczne i udary (sprzęt lotniczy i rakietowy, motoryzacyjny jak regulatory, przerywacze i urządzenia zapłonowe)