Kupferkaschierte Leiterplatte – Was ist kupferkaschiertes Laminat (CCL)?

Die Nachfrage nach dünnen und ultraleichten elektronischen Komponenten steigt. Infolgedessen treibt dies die Hersteller dazu, eine Leiterplatte zu finden, die ein Substrat mit effizienten Wärmeableitungseigenschaften aufweist. Hier ist eine kupferkaschierte Leiterplatte praktisch.

Weitere Informationen finden Sie in diesem Leitfaden zu kupferkaschiertem Laminat.

Was ist eine kupferkaschierte Leiterplatte?

Abbildung 1:Copper Clad PCB mit Komponenten

Es ist eine Form von PCB-Substratbasismaterial, das am häufigsten verwendete Material bei der Herstellung von Leiterplatten. Außerdem finden Sie möglicherweise einige, die es hauptsächlich als CCL auf Metallbasis bezeichnen.

Im Prinzip besteht es aus einer in Harz vorgetränkten Kupferfolie und elektronischen Glasfasern. Dann wird das resultierende Laminat/Kupferfolie auf beide Seiten eines Verstärkungsmaterials laminiert, das eine Schutzschicht bildet.

Kupferkaschierte Laminattypen (CCL)

Abbildung 2:Leiterplatte ohne Komponenten

Es gibt verschiedene Arten von kupferkaschierten Laminaten, hauptsächlich abhängig von der Art der Klassifizierung, wie unten gezeigt.

Klassifizierung der mechanischen Steifigkeit

Hauptsächlich umfasst diese Klasse:

Die starre CCL verfügt über Laminate wie FR-4 und CEM-1 und ist die Basis starrer Leiterplatten. Umgekehrt sind Flex-CCLs praktisch bei der Bildung von Flex-Leiterplatten. Schließlich ist die Kombination aus starren CCLs und flexiblen CCLs praktisch bei der Herstellung von starr-flexiblen Leiterplatten.

Klassifizierung von Isoliermaterial und Konstruktionen

In erster Linie gibt es unter dieser Kategorie:

CCL-Dickenklassifizierung

Diese Klasse umfasst Folgendes:

Ein Standard-CCL ist ungefähr 0,5 mm dick, während ein dünnes CCL relativ dünner als 0,5 mm sein kann.

Beachten Sie auch, dass Sie bei der Berechnung des Harzgehalts die Dicke der Kupferfolie ausschließen müssen.

Klassifizierung der Bewehrungsmaterialarten

Die Kategorie umfasst Folgendes:

• Glasfasergewebebasis CCL, z. B. glasfaserverstärktes Epoxidlaminat FR-4 und FR-5.
• Papierbasis CCL, z. B. XPC.
• CCL auf Spezialmaterialbasis, z. B. CCL auf Keramikbasis und CCL auf Metallbasis.
• Compound CCL wie CEM-1 und CEM-3.

Angewandte Isolierharz-Klassifizierung

Typen unter dieser Klassifikation umfassen:

Leistungsklassifizierung

Laminate in dieser Klasse umfassen Folgendes:

• Hohe Hitzebeständigkeit CCL
• Allgemeine Leistungs-CCL
• Niedriger CTE (Wärmeausdehnungskoeffizient) CCL
• Niedrige Dielektrizitätskonstante CCL

Kupferkaschierte Laminatmaterialien (CCL)

Abbildung 3:Eine Leiterplatte mit Komponenten

Es gibt zwei Hauptmaterialien für diese Art von Laminat, darunter die folgenden:

Kupferfolie

Die Folie ist ein kathodisches Elektrolytmaterial, das als durchgehende Schicht auf der Leiterplattenbasis in einer kupferkaschierten Platine verläuft. Außerdem können Sie es leicht mit einer Isolierschicht verbinden. Somit ist es eine praktische Komponente bei der Herstellung einer gedruckten Schutzschicht.

Schließlich bildet die Kupferfolie nach der Korrosion ein Platinenmuster.

In Bezug auf die Leistung gibt es drei Hauptgruppen von Kupferfolien:

• Standard-Kupferfolie ist nützlich in Leiterplatten auf Papierbasis und FR4-Material.
• Außerdem haben wir HTE- Die Folie ist in Multilayer-Leiterplatten unerlässlich, um das Back Split Ring-Problem zu lösen.
• Kupferfolie mit niedrigem Profil (LP) – Es ist auch wertvoll für mehrlagige Leiterplatten

Prepreg

Abbildung 4:Hightech-Elektronikplatine (Printed Circuit Board) mit Prozessor und Mikrochips

Es ist in erster Linie ein Glasfasermaterial mit Harzimprägnierung. Während der Herstellung durchläuft das Harz einen Vortrocknungsprozess, der keine Aushärtung beinhaltet. Dadurch behält es seine Fließeigenschaften.

Darüber hinaus gibt es verschiedene Prepregs, hauptsächlich basierend auf ihrer Dicke. Außerdem bestimmt die Prepreg-Dicke die elektrische Festigkeit, die elektrische Leistung und die chemische Leistung der Leiterplatte. Die drei Haupttypen umfassen:

• Standardharz
• Mittleres Harz
• Hohes Harz

Darüber hinaus können wir Prepreg in Bezug auf Klassifizierungsstandards klassifizieren. Dies umfasst in erster Linie die folgenden zwei Kategorien:

Aufgetragenes Harz und Leistungsklassifizierung

Unter Harzen gibt es fünf Typen:Polytetrafluorethylenharz, Epoxidharz, Polyimidharz, Phenolharz und Bismaleimidtriazin.

Klassifizierung von Glasfasergeweben

Die Klassifizierungsüberlegungen für diese Kategorie umfassen Folgendes:

• Hitze- und Feuerbeständigkeit
• Isolierfähigkeit
• Intensität

Neuer CCL-Trend

Abbildung 5:Leiterplatte (PCB) ohne Komponenten

Die Beschränkung gefährlicher Stoffe (ROHS) verlangt von allen CCLs die Einhaltung hoher Standards wie verbesserte Hitzebeständigkeit und Zuverlässigkeit. Aus diesen Anforderungen resultieren die folgenden zwei Arten von CCLs: 

Halogenfreie CCL

Der Chlor- und Fluorgehalt des CCL liegt unter 900 ppm und der Halogengehalt unter 1500 ppm. Halogenfreie CCLs sind hinsichtlich ihrer thermischen Leistung und Größenstabilität besser als gewöhnliche FR-4-CCLs.

Nichtsdestotrotz schneiden die typischen FR-4-CCLs in Bezug auf Schälfestigkeit und Biegeleistung besser ab.

Bleifreier CCL

Bei der Oberflächenmontage einiger kupferbeschichteter Leiterplatten fehlt ein bleifreies Lötmittel. Stattdessen verfügen sie über bromiertes Epoxidharz. Außerdem hat die ROHS PBB und PBDE in PCBs verboten. Somit gehören bleifreie CCLs zu den zeitgemäßen Typen.

Anstatt das bei FR-4 CCLs übliche DICY-Härtungssystem anzuwenden, wird das bleifreie CCL dem PN-Härtungssystem unterzogen.

Schlussfolgerung:

Kupferplattierte Leiterplatten sind beliebt für ihre effizienten Wärmeableitungseigenschaften und ihre Beständigkeit gegen thermische Belastungen, wie oben erläutert. Daher zählt es zu den besten Leiterplatten in Bezug auf Vielseitigkeit und Effizienz. Das ist alles für heute zu diesem Thema, aber wenn Sie Fragen haben, sind wir immer für Sie erreichbar.