PCB-isolatie

Wat is PCB-isolatie?

Introductie

Een belangrijke functie van PCB-isolatie is de bescherming van de PCB-kopersporen

PCB's zijn gemaakt van vele componenten, maar deze zijn allemaal kwetsbaar voor schade als er geen goede isolatie is.

In dit artikel gaan we uitgebreid in op wat PCB-isolatie inhoudt.

Wat maakt het succesvol? Zijn er specifieke items die het meest relevant zijn? Welke invloed heeft dit op waar u rekening mee moet houden bij het ontwerpen van uw printplaat?

Laat deze kans niet voorbijgaan om meer te weten te komen over dit fascinerende onderwerp.

Wat is PCB-isolatie?

Definitie: het is de beschermende laag, film of substantie die een printplaat bedekt.

PCB-isolatie wordt bereikt met behulp van twee primaire methoden. Dit zijn standaardmethoden die worden gebruikt door professionele PCB-fabrikanten.

Als u een doe-het-zelf PCB-project uitvoert, kunt u ook PCB-isolatie bereiken door simpelweg de basisprincipes van PCB-ontwerp/constructie te volgen.

PCB-isolatie is niet per se duur. Afhankelijk van hoe je de isolatie wilt bereiken, kun je deze samen met het primaire printmateriaal kopen of de beschermlaag zelf aanbrengen.

Waarom is PCB-isolatie nodig

Waarom is PCB-isolatie nodig?

Nu we hebben gedefinieerd wat is, gaan we verder met het volgende nummer.

Waarom zou een printplaat isolatie nodig hebben? De antwoorden zijn de volgende:

• De PCB-sporen lopen het risico op ongewenste interferentie.
• De printplaat zal gevoelig zijn voor Thermische spanning (hitte te hoog), of erger nog, thermisch falen.
• De printplaat kan de erop gemonteerde componenten niet van stroom voorzien.
• Door elektrische overbelasting bestaat de kans op extreme elektrische belasting.

Wanneer de printplaat niet goed werkt, werkt het elektronische apparaat ook niet goed - er is een kans dat het voorgoed wordt vernietigd. We willen allemaal niet dat dat gebeurt.

Materialen die worden gebruikt voor PCB-isolatie

Er zijn twee manieren om voldoende isolatie voor printplaten te bereiken. Dit kan door het aanbrengen van een beschermende coating en door het gebruik van geschikte printplaatsubstraten . We bespreken beide methoden hier:

Conforme coating

Het eerste type PCB-isolatie is het type dat wordt bereikt met behulp van een conforme coating. Deze dunne laag chemicaliën wordt aangebracht op het oppervlak van de printplaat. De coating biedt vervolgens de broodnodige bescherming, zodat het bord niet wordt aangetast door stof, oxidatie en mogelijke blootstelling aan chemicaliën.

Afgezien van bescherming is de secundaire functie van de coating isolatie, wat betekent dat de afstand tussen de lagen PCB wordt verkleind. Stel je het voor als het schuim dat de openingen tussen de inhoud van een doos opvult. Zonder het schuim zit er geen kussen tussen de inhoud van de doos, wat erg slecht kan zijn voor de inhoud van de doos.

De chemicaliën die gebruikt worden voor conformal coatings zijn: acrylhars, epoxyhars , paryleen, siliconenhars en urethaanhars.

De methoden die worden gebruikt om coating te bereiken, zijn onder meer spuiten, borstelen, dompelen en het selectief aanbrengen van de coating op slechts enkele delen van de printplaat.

PCB-substraten

De belangrijkste vereiste voor PCB-substraten die voor isolatiedoeleinden worden gebruikt, is de kwaliteit om niet-geleidend te zijn.

Hier is een video waarin de concepten van geleidend en niet-geleidend in elektronica worden uitgelegd:

De niet-geleidende kwaliteit van het bord maakt de stroom van elektriciteit in het bord mogelijk.

Concreet ondersteunen de niet-geleidende delen de geleidende delen van het bord. Deze geleidende delen zijn de lijnen geëtst of geboord op de printplaat. De geleidende lijnen zijn waar elektriciteit loopt om de componenten van het bord van stroom te voorzien.

De volgende substraten zijn perfect niet-geleidend en veilig. Ze nemen de rol van PCB-isolatie op zich voor de hele printplaat.

• FR2 (Fenolhars) – Hoewel ze niet zo geliefd zijn, blijven sommige fabrikanten FR2-PCB's produceren, die zijn gemaakt van hard papier en fenolhars.
• FR4 (Fiberglass Epoxy Resin) – het standaard PCB-substraat, compatibel met conventionele PCB-verwerkingsmethoden
• Keramische printplaat – een substraat dat de voorkeur heeft omdat het een hoge warmtegeleiding en een lage uitzettingscoëfficiënt heeft.
• IMS (geïsoleerd metalen substraat) – Er wordt aluminium gebruikt, of een metalen plaat kan een cruciaal onderdeel van het substraat zijn.
• PTFE/Teflon – vergelijkbaar met keramische printplaten in kwaliteit
• polyimide/Flex – gebruikt voor flexibele printplaten, heeft een hoge hittetolerantie tot 360°C

U kunt hiervan gebruik maken om het isolatieniveau van uw plaat te regelen. Absoluut, het zal afhangen van de specificaties van uw apparaat.

Hoe u het beste PCB-isolatietype kiest

Hoe u het beste PCB-isolatietype kiest

Een manier om de prestaties van uw bord te controleren, is door het juiste type PCB-isolatie te kiezen. Om u te helpen een beslissing te nemen, geven we u factoren waarmee u rekening moet houden:

Overweeg eerst het ontwerp van uw printplaat. Denk hierbij aan de afmetingen van het bord maar ook aan het gebruikte materiaal. Is het een hard bord? Een flexbord? Of een rigid-flex board? Voor elk type printplaatmateriaal zijn er verschillende coatings.

Ten tweede is het belangrijk om te kijken naar de mate van bescherming die de printplaat nodig heeft. Dit hangt samen met de omgevingsomstandigheden waaraan de printplaat wordt blootgesteld. Sommige printplaten worden bijvoorbeeld blootgesteld aan hoge temperaturen, extreme kou en plotselinge temperatuurschommelingen. Andere printplaten zijn nodig in vochtige, natte en zelfs zeer natte omgevingen (denk aan waterdichte printplaten ).

Ten derde, hoe zit het met de kwestie van nabewerking? Sommige isolatie-opties presteren beter wanneer ze opnieuw worden bewerkt, bijvoorbeeld zware of dikke koperen PCB-substraten.

Overweeg ten slotte de praktische redenen: kosten en tijd. Als u substraten gebruikt voor isolatie, scheelt dit enige tijd in de productietijd. Ondertussen kan het aanpassen van de conforme spray-optie de productietijd verlengen.

Technieken die worden gebruikt om PCB-isolatie te bereiken

Technieken die worden gebruikt om PCB-isolatie te bereiken

PCB-isolatie wordt voornamelijk bereikt met behulp van twee methoden:

• Gebruik een ondergrond die de isolerende eigenschappen heeft die u wenst. De volgende zijn acceptabel: FR4, polyimide, keramiek of PTFE en zelfs FR2. Door een alles-in-één oplossing te kiezen, vermindert u de kosten en tijd die nodig zijn om de printplaat te voltooien. Gebruik in die zin deze methode als u een krappe productiedeadline heeft. De meeste PCB-substraatfabrikanten zijn betrouwbaar. Ze delen informatie over isolatie-eigenschappen in het gegevensblad van de ondergrond. U kunt naar de informatie verwijzen door de waarden van "oppervlakteweerstand" en "diëlektrische constante" op te zoeken.
• Gebruik PCB-conforme coating, ook wel PCB-isolatiecoating genoemd. Voor klanten die minder tijd hebben. Ja, u kunt aanpassen welke conforme coating u nodig heeft, maar slechts tot op zekere hoogte. Hoe beter uw PCB-fabrikant, hoe meer opties u zou hebben. Dat gezegd hebbende, moeten conforme coatings uw apparaat kunnen beschermen tegen overmatige hitte, UV-stralen, mogelijk schadelijke chemicaliën en water. Als uw apparaat als waterdicht op de markt wordt gebracht, moet u vertrouwen op conforme coating in plaats van op de substraatmethode. Controleer de IPC-klasse waartoe uw apparaat behoort en de technische vragen die moeten worden beantwoord.

Beide methoden hebben ongeveer hetzelfde niveau van effectiviteit. Uw beslissing wordt beïnvloed door uw budget, uw planning en het ontwerp/doel van uw apparaat. Welke conforme coating u ook nodig heeft, zorg ervoor dat de fabrikant aan uw vraag kan voldoen. Subpar-bedrijven kunnen de service niet leveren als ze niet over grootschalige apparatuur beschikken. Hiermee moet rekening worden gehouden als u overweegt de productie te verhogen.

Feiten over PCB-isolatiecoating

Feiten over PCB-isolatiecoating

De PCB-isolatiecoating is conforme coating, zoals eerder besproken.

Hier zijn enkele feiten die u nodig heeft bij het overwegen van het gebruik ervan:

• Conforme coatings hebben verschillende diktes. Een dunne laag zou 1 mil zijn, het medium zou 2-4 mil zijn, terwijl 5 mil de dikste applicatie is.
• De meting van de dikte moet nauwkeurig worden bepaald, omdat dit de prestaties van het bord zou beïnvloeden. Normaal gesproken specificeren PCB's niet hoe dik de coating is. In productbeschrijvingen wordt de dikte opgegeven als onderdeel van de koperdikte van de plaat (bijv 1 oz, 2 oz, 3 oz).
• PCB's worden al geleverd met een volledige conforme coating, omdat dit de enige manier is waarop de items voldoen aan de IPC-normen 2 en 3.
• In sommige gevallen moet de isolatielaag worden verwijderd. In deze scenario's kunnen oplosmiddelen de epoxyhars oplossen. Voor meer hardnekkige coatings kunnen soldeerbouten of microbasting-technieken worden uitgevoerd.

Geweldige toepassing van PCB-isolatiecoating moet resulteren in totale bescherming van het bord. Naast deze primaire functie moeten diëlektrische weerstand en een vlotte doorstroming van stromen het eindresultaat zijn.

Conclusie

Een PCB met verbeterde mogelijkheden en topprestaties is het uiteindelijke doel van het gebruik van een PCB-leverancier.

Om aan uw verzoeken te voldoen, heeft u een bedrijf nodig met de volgende kwaliteiten:

• Ze beschikken over voldoende aanvoer van hoogwaardige grondstoffen (conforme coating + substraten)
• Het bedrijf moet vóór de productie grondige CAM-bestandsinspecties uitvoeren om de nauwkeurigheid ervan te garanderen.
• De PCB-leverancier moet al uw technische antwoorden beantwoorden.
• De prijs van de printplaten moet redelijk zijn.
• Ze moeten altijd bereid zijn om te helpen met uw aangepaste PCB's.
• Daarnaast is het belangrijk dat het bedrijf de internationale regelgeving volgt bij het isoleren van PCB's.

Zoekt u printplaten met goede isolatie? Dan bent u bij PCBTok aan het juiste adres.