Materialien + Verfahren – Basismaterialien
Leiterplatten-Basismaterialien und deren technische Eigenschaften
Die zur Fertigung der Leiterplatten verwendeten Basismaterialien entscheiden in erheblichem Maße über die elektrischen, mechanischen, und hochfrequenztechnischen Eigenschaften, aber auch über den Preis der daraus gefertigten Leiterplatten. Zudem bestimmen die verwendeten Materielien über die bei der Verarbeitung einsetzbaren Technologien. Der Auswahl des richtigen Basismaterials kommt demzufolge eine wesentliche Bedeutung zu.
Die auf dem Markt befindlichen Basismaterialien werden üblicherweise in Klassen, eingeteilt. Innerhalb dieser Klassen existieren zahlreiche Materialtypen des jeweiligen Basismaterialherstellers mit unterschiedlichen Eigenschaften. Im Folgenden werden Eigenschaften typischer Vertreter dieser Klassen verglichen.
Die innerhalb einer Klasse angebotenen Materialien wurden auf bestimmte Parameter hin optimiert. Bei FR4 können diese speziellen Materialtypen z.B. auf eine erhöhte Temperaturbeständigkeit, eine erhöhte Kriechstromfestigkeit oder auf Hochfrequenztauglichkeit hin optimiert sein.
Auf dem Markt ist eine Vielzahl verschiedener Materialien im Angebot. Zudem ergibt sich eine große Anzahl möglicher Kombinationen aus Basismaterialtyp, Basismaterialstärke, Kupferstärke,… Leiterplattenfertiger haben gängige Kombinationen im Hause. Exotische Kombinationen sind teilweise nur zu hohen Preisen lieferbar.
Ein Leiterplattenhersteller hat üblicherweise die Standard-Typen an Basismaterialien verschiedener Lieferanten für seine Fertigung freigegeben und kann diese abhängig von der Marktsituation einsetzen.
Spezielle Materialien (z.B. Teflon-Materialien) sind zu stark schwankenden sehr hohen Marktpreisen verfügbar. Mitunter muß mit erheblichen Lieferzeiten gerechnet werden
Haben Sie an das zu verwendende Basismaterial spezielle Anforderungen, helfen wir Ihnen gerne, eine Lösung zu finden.
Einsatzgebiete und wesentliche technische Eigenschaften typischer Basismaterial-Klassen:
| Material | Einsatzgebiet | technische Eigenschaften |
|---|---|---|
| FR-2 | billige einseitige Massenware (Fernseher, Radiorecorder,…) |
gut stanzbar, nur bedingt bleifrei lötbar, im allgemeinen nur einmal lötbar, wird im allgemeinen nicht durchkontaktiert |
| FR-3 | billige einseitige Massenware (Fernseher, Radiorecorder,…) |
gut stanzbar, im allgemeinen nur einmal lötbar, nur bedingt bleifrei lötbar, bessere elektrische und mechanische Eigenschaften als FR-2, wird im allgemeinen nicht durchkontaktiert |
| CEM-1 | Massenanwendungen mit Forderungen nach verbesserten mechanischen und elektrischen Eigenschaften | stanzbar elektrisch hochwertiger als FR-3, nur bedingt bleifrei lötbar, nur bedingt durchkontaktierbar |
| FR-4 | Leiterplatten in Industriequalität, (hochwertige Leiterplatten für EDV-Komponenten, Industrieelektronik) Wir liefern FR4-Platinen auch mit UL-Zulassung |
problemlos durchkontaktierbar, mehrfach lötbar höhere zulässige Temperaturen als bei den vorher genannten Materialien |
| FR-4 mit erhöhter Kriechstromfestigkeit | wie FR-4, vorzugsweise Platinen mit hohen Betriebsspannungen, wie zum Beispiel Netzteile, Leistungsbaugruppen |
Eigenschaften vergleichbar mit Standard-FR-4, jedoch erhöhte Kriechstromfestigkeit, leicht erhöhter Preis |
| FR-4 mit erhöhter Temperaturbeständigkeit | wie FR-4 Betrieb bei erhöhter Betriebstemperatur möglich, größeres Prozessfenster beim bleifreien Löten |
Eigenschaften vergleichbar mit FR-4, jedoch erhöhte Temperaturbelastbarkeit d.h. höhere Löttemperaturen (Stichwort bleifreies Löten) etwas höhere zulässige Betriebstemperatur |
| FR-5 | Baugruppen mit Forderungen nach erhöhtem Temperaturbereich, verbesserter mechanischer Festigkeit | Eigenschaften vergleichbar mit FR-4, verbesserte mechanische und thermische Eigenschaften |
| Polyimid | flexible Leiterplatten (z.B. Verbindung zwischen Mainboard und Display bei Notebooks), starre Leiterplatten für sehr hohe Temperaturen |
Dünnes Material hochflexibel, mechanisch hochwertig, temperaturbeständig, gute elektrische Eigenschaften, neigt zur Einlagerung von Wasser aufwendige Verarbeitung, hoher Preis |
| Teflon | Leiterplatten für Hochfrequenzanwendungen | geringe Verluste bei Hochfrequenzanwendungen, verschiedene Materialien mit verschiedenen mechanischen und elektrischen Eigenschaften, bedingt durch unterschiedliche Füllstoffe typische Teflon-Materialien sind relativ flexibel, mechanisch relativ instabil, hoher Preis |
| keramisch gebundene Materialien | Leiterplatten für Mikrowellenanwendungen | geringe dielektrische Verluste, geringes Epsilon R, mechanisch teilweise ähnlich wie FR4 zu verarbeiten, im Preis zwischen FR4 und Teflon |
technische Eigenschaften typischer Basismaterial-Typen:
| Material | Spez. Durchgangs- Widerstand | Dielektrizitäts- zahl Epsilon R bei 1 Mhz | Dielektrischer Verlustfaktor tan Delta bei 1 Mhz | Grenztemperatur (Grad Celsius) | Oberflächen- Widerstand | Kriechstrom- Festigkeit Stufe |
|---|---|---|---|---|---|---|
| FR-2 * | 2 x 10 hoch 10 Ohm cm | 5 | 0,05 | 105 | 2 x 10 hoch 8 Ohm | 200 |
| FR-3 * | 3 x 10 hoch 10 Ohm cm | 4,9 | 0,041 | 110 | 5 x 10 hoch 9 Ohm | 300 |
| CEM-1 * | 1 x 10 hoch 12 Ohm cm | 4,7 | 0,031 | 130 | 3 x 10 hoch 10 Ohm | 300 |
| FR-4 * | 8 x 10 hoch 12 Ohm cm | 4,7 | 0,019 | 130 | 7 x 10 hoch 10 Ohm | 200 |
| FR-4 KC * | 9 x 10 hoch 11 Ohm cm | 4,7 | 0,019 | 130 | 6 x 10 hoch 11 Ohm | >= 400 |
| FR-5 * | 7 x 10 hoch 14 Ohm cm | 4,6 | 0,016 | 160 | 5 x 10 hoch 12 Ohm | 300 |
| RO-4003 ** | 3,38 | 0,0022 | ||||
| RO-3003 ** | 3,0 | 0,0013 | ||||
| RT/duorid 5880 ** | 2,2 | 0,0009 |
Nähere Informationen zu den elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Basismaterialien erfragen Sie bitte in unserem Hause bzw. entnehmen Sie den Internet-Seiten der jeweiligen Hersteller der Basismaterialien.
Zur Beschreibung des von Ihnen gewünschten Leiterplattenmaterials ist die Angabe mehrerer Parameter notwendig:
- Basismaterialklasse
- ggfs. spezielle Forderungen an technischen Eigenschafen
- Basismaterialstärke
- Anzahl der Lagen (ggfs. Lagenaufbau)
- Kupferstärke
Aus der Kombination verschiedener Werte für die oben genannten Parameter ist eine Vielzahl von Kombinationen denkbar, von denen jedoch nur eine kleine Auswahl üblich ist.
Die Materialien für folgende Kombinationen der fertigen Platinen sind in unserem Hause meistens verfügbar:
- einseitige Leiterplatten:
- FR-4 / 1,5 mm 35 µm Kupfer
- FR-4 / 1 mm 35 µm Kupfer
- FR-4 / 0,5 mm 35 µm Kupfer
- FR-4 / 0,8 mm 35 µm Kupfer
- FR-4 / 1,5 mm 70 µm Kupfer
- FR-4 / 2 mm 70 µm Kupfer
- FR-4 / 2 mm 35 µm Kupfer
- FR-3 / 1,5 mm 35 µm Kupfer
- CEM-1 / 1,5 mm 35 µm Kupfer
- doppelseitige Leiterplatten
- FR-4 / 1,5 mm 35/35 µm Kupfer
- FR-4 / 1,5 mm 70/70 µm Kupfer
- FR-4 / 1 mm 35/35 µm Kupfer
- FR-4 / 0,8 mm 35/35 µm Kupfer
- FR-4 / 1,5 mm 105/105 µm Kupfer
- FR-4 / 2 mm 35/35 µm Kupfer
- FR-4 / 2 mm 70/70 µm Kupfer
- FR-4 / 2,4 mm 35/35 µm Kupfer
- FR-4 / 2,4 mm 70/70 µm Kupfer
- Mikrowellenleiterplatten
- RO4003 0,51 mm 35/35 µm Kupfer
- RO4003 0.2 mm 35/35 µm Kupfer
Fragen Sie gegebenfalls vor einer Bestellung die Verfügbarkeit an.
Gerne erarbeiten wir mit Ihnen eine Lösung für Ihre speziellen Anforderungen.