Analyse der Leiterplattensubstratstruktur
Das Kernmaterial einer Leiterplatte ist kupferkaschiertes Laminat (CCL), auch bekannt als kupferkaschierte Platine oder kupferkaschiertes Blech. Dieses Substrat bildet das Grundgerüst der Leiterplatte.
Die Kernkomponenten einer Leiterplatte sind das Substrat, die Kupferfolie und der Klebstoff. Das Substrat selbst besteht aus einem hochmolekularen Kunstharz, das mit Verstärkungsmaterialien zu einer Isolierschicht vermischt wird. Seine Oberfläche ist mit einer Kupferfolie bedeckt, die sich durch hervorragende Leitfähigkeit und Lötbarkeit auszeichnet. Der Klebstoff ist entscheidend für die sichere Verbindung der Kupferfolie mit dem Substrat.
Eine grundlegende vierlagige Leiterplattenstruktur besteht im Wesentlichen aus Kupferfolie, Prepreg, Kernplatine (hierbei handelt es sich um ein Halbfertigprodukt aus Prepreg und zwei Kupferfolienlagen) und Lötstopplack. Durch eine Reihe präziser Fertigungsprozesse werden diese Komponenten schließlich zu der uns bekannten Leiterplatte integriert.
PCB-Materialklassifizierung
▲ Mehrdimensionale Klassifizierung
Leiterplattenmaterialien lassen sich anhand verschiedener Kriterien klassifizieren, darunter mechanische Steifigkeit, Flammschutzklasse, Halogengehalt, Glasfasergewebetyp, Kupferfolientyp und Glasübergangstemperatur (Tg). Konkret unterscheidet man hinsichtlich der mechanischen Steifigkeit starre und flexible Leiterplatten; hinsichtlich der Flammschutzklasse werden sie in flammhemmende und nicht flammhemmende Typen wie FR1, FR2, FR3, FR4 und FR5 unterteilt.
Hinsichtlich des Halogengehalts lassen sich Substratmaterialien in halogenhaltige und halogenfreie Typen einteilen. Darüber hinaus können Leiterplatten anhand des Glasfasergewebes in Typen wie 106, 1067 und 1080 klassifiziert werden. Auch die Art der Kupferfolie beeinflusst die Klassifizierung maßgeblich; hier werden die Typen STD, RTF und VLP unterschieden. Des Weiteren ist der Glasübergangskoeffizient (Tg) der Leiterplatte ein wichtiges Klassifizierungskriterium; die Leiterplatten werden in solche mit niedrigem, mittlerem und hohem Tg unterteilt.
▲ Leistung und Anwendungen
Der Dämpfungsgrad ist ein weiteres Kriterium für die Klassifizierung von Leiterplatten. Man unterscheidet zwischen Standard-, Mittel-, Niedrig- und Ultra-Niedrigverlust-Leiterplatten. Leiterplatten mit hoher Glasübergangstemperatur (Tg) und geringen Verlusten eignen sich zwar häufig für die Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung, sind aber vergleichsweise teurer. Bei der Auswahl von Leiterplatten ist es daher wichtig, kosteneffiziente Optionen zu wählen, die den tatsächlichen Anforderungen und Leistungsspezifikationen entsprechen.
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