Z jakich materiałów wykonuje się płytki drukowane?

Bez płytek drukowanych współczesne urządzenia elektroniczne po prostu nie mogłyby istnieć. To ten niewielki i – wydawałoby się – niepozorny element jest częścią wspólną i podstawą funkcjonowania komputerów, smartfonów, telewizorów, samochodów, a nawet niektórych zabawek dla dzieci. Materiały, z jakich powstają obwody drukowane, mają kluczowy wpływ na ich właściwości. Zobacz, czego używa się najczęściej.

Czym jest płytka drukowana?

Jak sama nazwa wskazuje, płytka drukowana, zwana też obwodem drukowanym, jest niewielką prostokątną taflą materiału izolacyjnego, na której metodą drukarską umieszcza się połączenia elektroniczne, czyli ścieżki. Łączą one ze sobą otwory lub końcówki montażowe w zależności od tego, z jakim rodzajem płytki mamy do czynienia. Typ z otworami, wyposażony również w pola lutownicze, to obwód do montażu powierzchniowego (SMT), natomiast końcówki znajdziemy w płytkach do montażu przewlekanego (THT).

Na płytkach drukowanych w zależności od ich zastosowania i rodzaju sprzętu, w jakim są zainstalowane, montuje się rozmaite podzespoły elektroniczne – mikroprocesory, kondensatory, diody, tranzystory i wiele innych. Obwody mogą być jednostronne, dwustronne lub wielowarstwowe.

Materiały tworzące obwody drukowane

Obwody drukowane wykonuje się z różnego rodzaju materiałów izolacyjnych laminowanych z jednej lub obu stron folią miedzianą o standardowej grubości 18, 35 lub 70 µm. Z miedzi powstają również ścieżki. Materiały laminowane oznacza się klasami FR odnoszącymi się do ognioodporności (gdzie 1 oznacza największą łatwopalność) i G. Oto one:

• FR2 – papier i żywica fenolowa, nadający się na jednostronne płytki;
• FR3 – papier i żywica epoksydowa o dobrych parametrach mechanicznych i elektrycznych;
• FR4 – tkanina szklana i żywica epoksydowa o doskonałych parametrach mechanicznych i elektrycznych;
• FR5 – tkanina szklana i żywica epoksydowa – wytrzymuje temperaturę do 130°C, samogasnący;
• G10 – poprzednik FR4, duża rezystancja izolacji, odporny na rozwarstwienie i wilgoć;
• G11 – tkanina szklana i żywica epoksydowa, odporny na wysoką temperaturę i rozpuszczalniki.

Płytki drukowane tworzy się również z epoksydowego materiału kompozytowego, czyli CEM, który składa się z kilku warstw tkaniny szklanej, włókna szklanego i papieru oraz żywicy epoksydowej. Czasem konieczne może być zastosowanie aluminium, teflonu lub ceramiki – tłumaczy specjalista z firmy Viacom produkującej zaawansowane technologicznie obwody drukowane.

Na masową skalę używa się materiałów FR2 – do urządzeń powszechnego użytku, i FR4 – w urządzeniach przemysłowych. Przy wyborze materiału należy zwracać szczególną uwagę na pochłanianie wilgoci, która negatywnie wpływa na właściwości obwodów drukowanych, oraz dopuszczalną temperaturę działania.