PCB in Teflon

Che cos'è il Teflon PCB？

Conosci il "Teflon"? In realtà è il nome commerciale del politetrafluoroetilene (PTFE). Il PCB Teflon di cui stiamo parlando è una scheda circuitale realizzata con questo materiale. Questo tipo di scheda offre prestazioni eccellenti, in particolare in ambienti ad alta frequenza, come i sistemi radar e radio, che richiedono elevate capacità di trasmissione del segnale, ed è particolarmente adatto per questo utilizzo. Il motivo principale va ricercato nelle caratteristiche del materiale PTFE: da un lato, la sua caratteristica principale è l'"inertezza" della superficie: non aderisce a nulla, le sue proprietà chimiche sono particolarmente stabili e non reagisce con altre sostanze, quindi presenta una forte resistenza alla corrosione; dall'altro lato, le sue eccellenti proprietà elettriche permettono di mantenere stabili i segnali ad alta frequenza durante la trasmissione, motivo principale per cui è molto utilizzato in apparecchiature elettroniche di alta gamma come radar e dispositivi radio, che richiedono una qualità del segnale elevata.

Vantaggi principali delle prestazioni delle PCB in Teflon

1. Prestazioni stabili in ambienti estremi

• Eccellente stabilità chimica: il PTFE dimostra una straordinaria resistenza alla corrosione chimica. La sua integrità strutturale e funzionale può essere mantenuta anche quando esposto a una varietà di sostanze corrosive, come acidi, basi, solventi industriali, oli e lubrificanti. Se il tuo equipaggiamento deve operare in ambienti "ad alto rischio" come impianti chimici o laboratori, è corretto scegliere questo materiale, senza doversi preoccupare della corrosione dello stesso.
  
• Eccellente resistenza al calore e al freddo: le schede circuito in PTFE offrono ottime prestazioni in un'ampia gamma di temperature. A differenza dei materiali tradizionali che diventano fragili e si rompono a temperature estremamente basse, il PTFE può mantenere una duttilità del 5% anche in condizioni di freddo estremo pari a -196°C (vicino alla temperatura dell'azoto liquido); le alte temperature possono raggiungere i 315°C, ed è quindi utilizzabile in forni industriali e apparecchiature per reazioni ad alta temperatura.
  
• Resistenza estrema alle intemperie: non teme vento, sole, alta umidità e alto contenuto di sale (come nell'equipaggiamento per zone costiere). Anche dopo dieci o otto anni di utilizzo, le sue prestazioni si mantengono quasi inalterate.
  

2. "Campione" nella trasmissione di segnali ad alta frequenza

Per i dispositivi elettronici, la "qualità" e la "velocità" della trasmissione dei segnali sono fondamentali e le schede PCB in Teflon sono eccellenti sotto entrambi questi aspetti:

• Bassa costante dielettrica (circa 2,0): in parole semplici, la costante dielettrica è simile alla "resistenza" della trasmissione del segnale. Più questo valore è basso, più il segnale viaggia veloce. La costante dielettrica dei normali materiali FR-4 è superiore a 4,2, mentre quella del Teflon, pari a 2,0, è molto bassa tra i materiali per alte frequenze, rendendolo particolarmente adatto a scenari che richiedono segnali ad alta velocità.
  
• Perdite dielettriche ultra basse: La perdita dielettrica può essere interpretata come "l'energia persa dal segnale durante la trasmissione". Minore è questo valore, minore sarà l'attenuazione del segnale. La perdita dielettrica del Teflon è quasi trascurabile, motivo per cui viene utilizzato in radar, stazioni base 5G e altre apparecchiature, garantendo un segnale forte e stabile senza "perdita di pacchetti".
  
• Isolamento completo: Possiede un'elevata tensione di rottura e una grande resistenza di volume. Anche in ambienti ad alta tensione, non si verificheranno perdite o cortocircuiti, ed è molto sicuro.
  

3. Vantaggi nei dettagli

• Proprietà antiaderenti: La tensione superficiale è molto ridotta, polvere e macchie di olio difficilmente aderiscono, è molto comodo da pulire e richiede bassi costi di manutenzione.
  
• Resistenza all'umidità: Il tasso di assorbimento d'acqua è estremamente basso; anche in ambienti umidi (come la stagione delle piogge nel sud o apparecchiature sotterranee), le prestazioni non saranno influenzate dall'umidità, garantendo stabilità.

Perché la produzione di PCB in Teflon è così "particolare"?

Nonostante le eccellenti proprietà del materiale PTFE, trasformarlo in una scheda circuito affidabile richiede un processo di produzione specializzato, significativamente diverso da quello utilizzato per i laminati FR4 standard:

1. Trattamento superficiale:

Il substrato in Teflon è particolarmente morbido e la sua superficie è liscia e inerte, poco adatta all'adesione dello strato di rame. Se si utilizza un pennello per pulire la superficie come si fa normalmente con le schede elettroniche, si rischia facilmente di graffiare il materiale. Al contrario, sono essenziali processi dedicati di trattamento superficiale, come l'attacco con naftalene-sodio o l'attivazione superficiale al plasma, necessari per attivare la superficie e creare punti di legame chimico forti per la successiva metallizzazione.

2. Foratura:

Le punte da trapano ordinarie tendono a strappare il materiale e a creare bave durante la foratura del Teflon. Per evitarlo, dobbiamo utilizzare punte nuove con un'elevata capacità di taglio, operando lentamente. Inoltre, spesso vengono aggiunti al materiale dei filler ceramici per migliorarne la lavorabilità e la stabilità dimensionale del laminato.

3. Rame elettrolitico:

Il materiale puramente in Teflon ha un coefficiente di espansione termica relativamente alto nella direzione dello spessore (asse Z) e tende a "allungarsi e restringersi" quando la temperatura varia. Per questo motivo, la parete del foro del via deve essere placcata con uno strato di rame ad alta resistenza alla trazione, come se si aggiungesse uno strato di "armatura" alla parete del foro; in caso contrario, il pad potrebbe staccarsi e il via potrebbe rompersi facilmente.

4. Trattamento della maschera saldante:

Dopo l'incisione, è necessario effettuare il trattamento con la maschera saldante entro 12 ore – questo perché la superficie del Teflon si ossida facilmente se esposta per troppo tempo. Prima del trattamento, è necessario asciugarla completamente per rimuovere l'umidità residua, altrimenti lo strato di maschera saldante potrebbe formare bolle, compromettendo l'utilizzo successivo.

5. Conservazione e laminazione:

• Durante la conservazione, deve essere riposto in un ambiente a temperatura ambiente e lontano dall'esposizione diretta alla luce solare, altrimenti la superficie si può ossidare o contaminare facilmente;
  
• Durante la laminazione, il substrato in puro Teflon non necessita di essere ossidato in anticipo e può essere direttamente pressato con la lamina di rame ad alta pressione; tuttavia, se si tratta di un materiale composito di Teflon e FR-4, è necessario procedere prima all'ossidazione, altrimenti gli strati potrebbero facilmente delaminarsi.

Scegliendo una scheda PCB in Teflon, è possibile ottenere i seguenti vantaggi:

1. Trasmissione del segnale "senza interferenze": bassa costante dielettrica + bassa perdita, i segnali ad alta frequenza viaggiano rapidi e stabili, particolarmente adatti per radar, sistemi RF e altre apparecchiature sensibili al segnale;

2. Adattabilità ambientale "senza malfunzionamenti": da condizioni di freddo estremo fino a temperature elevate, da corrosione chimica all'umidità, resiste a tutte le tipologie di ambienti estremi, risparmiando il fastidio di frequenti manutenzioni;

3. Durata molto superiore rispetto alle schede normali: elevata resistenza atmosferica, il materiale non invecchia facilmente, un investimento iniziale può sostituire per diversi anni le schede tradizionali, risultando molto più conveniente a lungo termine.

La scheda PCB in Teflon presenta anche i seguenti svantaggi:

1. È difficile da lavorare e richiede attrezzature speciali ed esperienza, quindi il costo è superiore rispetto alle normali schede circuito FR-4;

2. Il coefficiente di espansione termica deve essere considerato in fase di progettazione, altrimenti possono verificarsi problemi come la crepatura dei fori;
I requisiti tecnici per i produttori sono elevati e non tutti i produttori possono gestirla bene.

Perché scegliere LHD per la produzione di PCB in Teflon?

Lavoriamo nel settore PCB da oltre 20 anni e abbiamo accumulato centinaia di esperienze progettuali specifiche sui PCB in Teflon. Che si tratti di prototipazione o di produzione di massa, possiamo gestire tutto molto bene:

1. Rigoroso controllo della qualità: Dall'analisi DFM (Design for Manufacturability) nella fase di progettazione, ai test elettrici (E-test), all'ispezione ottica automatica (AOI), fino all'ispezione a raggi X per BGA durante la produzione, ogni passo è indispensabile per garantire che le schede spediti fuori dalla fabbrica siano prive di difetti;
2. Nessuna quantità minima d'ordine: Anche se ti servono solo pochi campioni per i test, lo accettiamo e ti forniamo un preventivo gratuito;
3. Qualifiche complete: Certificazione del sistema di gestione della qualità ISO9001 e certificazione di sicurezza UL, l'intero processo, dai materiali alla produzione, è garantito.

Se il tuo dispositivo richiede una scheda circuito ad alta stabilità ad alta frequenza e resistente agli ambienti estremi, perché non ci parli delle tue esigenze? Possiamo consigliarti la soluzione Teflon PCB più adatta in base al tuo specifico scenario, aiutandoti a massimizzare le prestazioni del tuo equipaggiamento.