Các loại tấm nền chính
Tấm nền FR-2
FR-2 , giấy phenolic hoặc giấy cotton phenolic, giấy tẩm nhựa phenol formaldehyde . Phổ biến trong các thiết bị điện tử tiêu dùng có bảng mạch một mặt. Tính chất điện kém hơn FR-4. Khả năng chống hồ quang kém. Nhìn chung được đánh giá ở mức 105 °C.
Đặc điểm kỹ thuật:
| Thuộc tính | Thông tin |
|---|---|
| Cách điện | Tốt |
| Tính cơ học | Trung bình |
| Chịu nhiệt | Kém hơn so với FR4 (~105°C) |
| Chống cháy | Có, nhờ lớp nhựa phenolic |
| Giá thành | Rẻ hơn nhiều so với FR4 |
| Độ bền | Không cao, dễ nứt, dễ cong |
| Gia công | Dễ cắt, dễ khoan nhưng dễ vỡ |
| Ứng dụng nhiệt độ | Thấp hơn 120°C là an toàn |
Tấm nền FR-4
FR-4 , một loại vải sợi thủy tinh dệt tẩm nhựa epoxy . Độ hấp thụ nước thấp (lên đến khoảng 0,15%), tính chất cách điện tốt, khả năng chống hồ quang tốt. Rất phổ biến. Có một số loại với tính chất hơi khác nhau. Thường được đánh giá ở mức 130 °C.
Đặc điểm kỹ thuật:
| Thông số kỹ thuật | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Chịu nhiệt (Tg – Glass Transition Temp) | ~130°C đến >170°C tùy loại (thường: 135°C–150°C) |
| Nhiệt độ hoạt động liên tục | 110°C – 140°C |
| Độ dày tiêu chuẩn | 0.2 mm đến 3.2 mm (phổ biến: 1.6 mm) |
| Tỉ lệ chịu điện | 10⁶ – 10⁸ MΩ |
| Hệ số giãn nở nhiệt (CTE) | 14–17 ppm/°C |
| Tỉ trọng | ~1.85 g/cm³ |
| Độ cách điện (Insulation resistance) | Cao – rất tốt |
| Hệ số tổn hao điện môi (Df) | ~0.02 – 0.03 tại 1 MHz |
| Hằng số điện môi (εr) | ~4.2 – 4.8 |
| Khả năng chống cháy | UL94-V0 (khó cháy, tự dập lửa) |
| Khả năng chống ẩm | Rất tốt, chịu ẩm và môi trường khắc nghiệt |
Tấm nền nhôm
Nhôm , hoặc bảng lõi kim loại hoặc chất nền kim loại cách điện (IMS), được phủ bằng chất điện môi mỏng dẫn nhiệt – được sử dụng cho các bộ phận cần làm mát đáng kể – công tắc nguồn, đèn LED. Thường bao gồm một lớp, đôi khi là hai lớp bảng mạch mỏng dựa trên ví dụ FR-4, được ép trên tấm kim loại nhôm, thường dày 0,8, 1, 1,5, 2 hoặc 3 mm. Các lớp ép dày hơn đôi khi cũng đi kèm với lớp kim loại đồng dày hơn.
Đặc điểm kỹ thuật:
| Thông số kỹ thuật | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Độ dày lớp nhôm nền | 0.8 mm – 2.0 mm |
| Độ dày lớp cách điện | 50 – 200 μm |
| Độ dẫn nhiệt lớp cách điện | 1.0 – 3.0 W/m·K (thường: 1.5 – 2.0 W/m·K) |
| Điện trở cách điện | >10⁹ Ω |
| Nhiệt độ hoạt động | -40°C đến +130~150°C (tùy lớp cách điện) |
| Hằng số điện môi (εr) | ~4 – 7 (phụ thuộc vật liệu cách nhiệt) |
| Chịu điện áp xuyên thủng | ≥ 3kV/mm (phổ biến ~4kV) |
| Hệ số giãn nở nhiệt (CTE) | ~23 ppm/°C (rất gần với CTE của nhôm) |
| Khả năng chịu lực cơ học | Rất tốt |
| Khả năng tản nhiệt | Rất cao (so với FR4 tản nhiệt kém hơn) |
Chất nền linh hoạt – có thể là lá đồng bọc độc lập hoặc có thể được ép thành lớp làm cứng mỏng, ví dụ 50-130 μm
Kapton hoặc UPILEX , một lá polyimide . Được sử dụng cho các mạch in linh hoạt , dạng này phổ biến trong các thiết bị điện tử tiêu dùng có kích thước nhỏ hoặc cho các kết nối linh hoạt. Chịu được nhiệt độ cao.
Pyralux , một lá hợp chất polyimide-fluoropolymer. Lớp đồng có thể bị tách lớp trong quá trình hàn.
Một số tấm nền khác
FR-1, giống như FR-2, thường được chỉ định ở nhiệt độ 105 °C, một số loại được đánh giá ở nhiệt độ 130 °C. Có thể đục lỗ ở nhiệt độ phòng. Tương tự như bìa cứng. Khả năng chống ẩm kém. Khả năng chống hồ quang thấp.
FR-3, giấy cotton tẩm epoxy. Thường được đánh giá ở mức 105 °C.
FR-5, sợi thủy tinh dệt và epoxy, có độ bền cao ở nhiệt độ cao, thường được chỉ định ở mức 170 °C.
FR-6, kính mờ và polyester
G-10 , kính dệt và epoxy – khả năng cách điện cao, hấp thụ độ ẩm thấp, độ liên kết rất cao. Thường được đánh giá ở mức 130 °C.
G-11, thủy tinh dệt và epoxy – khả năng chống dung môi cao, duy trì độ bền uốn cao ở nhiệt độ cao. Thường được đánh giá ở mức 170 °C.
CEM-1, giấy cotton và epoxy
CEM-2, giấy cotton và epoxy
CEM-3, thủy tinh không dệt và epoxy
CEM-4, kính dệt và epoxy
CEM-5, thủy tinh dệt và polyester
PTFE , (“Teflon”) – đắt tiền, tổn thất điện môi thấp, cho các ứng dụng tần số cao, khả năng hấp thụ độ ẩm rất thấp (0,01%), mềm về mặt cơ học. Khó cán mỏng, hiếm khi được sử dụng trong các ứng dụng nhiều lớp.
PTFE, chứa gốm – đắt tiền, tổn thất điện môi thấp, cho các ứng dụng tần số cao. Tỷ lệ gốm/PTFE thay đổi cho phép điều chỉnh hằng số điện môi và độ giãn nở nhiệt.
RF-35, PTFE chứa gốm gia cường sợi thủy tinh. Tương đối rẻ hơn, tính chất cơ học tốt, tính chất tần số cao tốt.
Nhôm oxit , một loại gốm. Cứng, giòn, rất đắt, hiệu suất rất cao, dẫn nhiệt tốt.
Polyimide , một loại polymer chịu nhiệt độ cao. Đắt tiền, hiệu suất cao. Hấp thụ nước cao hơn (0,4%). Có thể sử dụng từ nhiệt độ đông lạnh đến hơn 260 °C.
