Płyta PCB Teflonowa

Czym jest płyta PCB Teflonowa？

Czy znasz hasło "Teflon"? Jest to w rzeczywistości nazwa handlowa politetrafluoroetylenu (PTFE). Mówiąc o PCB Teflon, mamy na myśli płytkę drukowaną wykonaną z tego materiału. Tego rodzaju płytki charakteryzują się doskonałą wydajnością, szczególnie w zastosowaniach wysokoczęstotliwościowych, takich jak systemy radarowe i radiowe, które stawiają wysokie wymagania dla transmisji sygnałów i są szczególnie odpowiednie do zastosowania. Dzieje się tak przede wszystkim dzięki właściwościom materiału PTFE: z jednej strony jego najważniejszą cechą jest "ostra bierność" powierzchni – nie przywiera do innych przedmiotów, posiada wyjątkową stabilność chemiczną i nie reaguje z innymi substancjami, dzięki czemu wykazuje dużą odporność na korozję; z drugiej strony, jego doskonałe właściwości elektryczne pozwalają na stabilną transmisję sygnałów wysokiej częstotliwości, co jest również kluczowym powodem, dla którego materiał ten cieszy się preferencją w zaawansowanej elektronice, takiej jak urządzenia radarowe i radiowe, które stawiają wysokie wymagania jakości sygnału.

Główne zalety wydajnościowe PCB z teflonu

1. Stabilna wydajność w ekstremalnych warunkach

• Doskonała stabilność chemiczna: PTFE wykazuje niezwykłą odporność na korozję chemiczną. Jego struktura i funkcjonalność pozostają nienaruszone nawet po narażeniu na różne substancje żrące, takie jak kwasy, zasady, rozpuszczalniki przemysłowe, oleje i smary. Jeśli Twoje urządzenie ma pracować w środowisku "o wysokim ryzyku", takim jak fabryka chemiczna czy laboratorium, wybór tego materiału będzie trafny – nie musisz martwić się o jego korozję.
  
• Doskonała odporność na ekstremalne temperatury: Płyty obwodów PTFE doskonale się sprawdzają w bardzo szerokim zakresie temperatur. W przeciwieństwie do typowych materiałów, które przy bardzo niskich temperaturach stają się kruche i pękają, PTFE może zachować 5% ciągliwości nawet w warunkach głębokiego chłodzenia wynoszących -196°C (blisko temperatury ciekłego azotu); górna granica temperatury to 315°C, co pozwala na zastosowanie w piecach przemysłowych i urządzeniach do reakcji w wysokiej temperaturze.
  
• Bardzo wysoka odporność na warunki atmosferyczne: nie boi się wiatru, słońca, dużej wilgotności i soli (np. urządzeń nadmorskich). Nawet po dziesięciu czy ośmiu latach użytkowania jego właściwości praktycznie się nie pogarszają.
  

2. „Pierwszy w klasie” pod względem transmisji sygnałów wysokiej częstotliwości

Dla urządzeń elektronicznych „jakość” i „szybkość” transmisji sygnałów są kluczowe, a PCB z tworzywa Teflonowego doskonale spełnia te dwa wymagania:

• Niski współczynnik dielektryczny (około 2,0): Mówiąc najprościej, współczynnik dielektryczny to nic innego jak „opór” dla przesyłanego sygnału. Im niższa jego wartość, tym szybszy sygnał. Współczynnik dielektryczny typowych materiałów FR-4 wynosi powyżej 4,2, natomiast wartość 2,0 dla Teflonu jest bardzo niska wśród materiałów o wysokiej częstotliwości, co czyni go szczególnie odpowiednim dla scenariuszy wymagających szybkich sygnałów.
  
• Ekstremalnie niskie straty dielektryczne: Straty dielektryczne można zrozumieć jako „energię traconą przez sygnał podczas transmisji”. Im niższa wartość, tym mniejsze tłumienie sygnału. Straty dielektryczne teflonu są niemal znikome, dlatego wykorzystuje się go w radarach, stacjach bazowych 5G i innych urządzeniach, zapewniając silny i stabilny sygnał bez „utraty pakietów”.
  
• Pełna izolacja: Posiada wysokie napięcie przebicia i dużą rezystancję objętościową. Nawet w środowisku wysokiego napięcia nie wystąpią przecieki ani zwarcia, co czyni go bardzo bezpiecznym.
  

3. Zalety w szczegółach

• Właściwości antyprzywierające: Napięcie powierzchniowe jest bardzo niskie, kurz i plamy tłuszczowe trudno się przywierają, co ułatwia czyszczenie i zmniejsza koszty utrzymania.
  
• Odporność na wilgoć: Współczynnik pochłaniania wody jest ekstremalnie niski, nawet w wilgotnym środowisku (takim jak sezon deszczowy na południu, urządzenia podziemne), parametry pracy nie są wpływane przez wilgoć, a stabilność jest zagwarantowana.

Dlaczego produkcja PCB z teflonu jest tak „wymagająca"?

Mimo doskonałe właściwości materiałowe PTFE, przekształcenie go w niezawodną płytę obwodu wymaga specjalistycznego procesu produkcji, który znacząco się różnicuje od procesu stosowanego dla standardowych laminatów FR4:

1. Przetwarzanie powierzchni:

Podłoże z teflonu jest szczególnie miękkie, a jego powierzchnia jest gładka i obojętna, co nie sprzyja adhezji warstwy miedzi. Jeśli oczyści się powierzchnię szczotką tak jak przy zwykłych płytach obwodowych, łatwo ją zarysować. Zamiast tego niezbędne są dedykowane procesy przetwarzania powierzchni, takie jak trawienie naftalenem sodowym lub aktywacja powierzchni plazmą, aby uaktywnić powierzchnię i stworzyć silne punkty łączności chemicznej dla kolejnych procesów metalizacji.

2. Wiercenie:

Zwykłe wierteła są narażone na zrywanie materiału i powstawanie zadziorów podczas wiercenia teflonu. Musimy używać nowych wierteł o dużej sile skrawania i wiercić powoli. Często do materiału dodaje się napełnacze ceramiczne w celu poprawy jego właściwości wierceniowych i stabilności wymiarowej laminatu.

3. Miedziowanie elektrolityczne:

Materiał z czystego teflonu ma stosunkowo wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej w kierunku grubości (oś Z) i łatwo się "rozciąga i kurczy" przy zmianach temperatury. Dlatego ściany otworów muszą być pokryte warstwą miedzi o dużej wytrzymałości na rozciąganie, podobnie jak dodanie warstwy "zbrojenia" do ścian otworów, w przeciwnym razie może dojść do odpadnięcia padów i pęknięcia otworów.

4. Utrwalenie warstwy lutowniczej:

Po trawieniu należy wykonać utrwalenie warstwy lutowniczej w ciągu 12 godzin - wynika to z faktu, że powierzchnia teflonu ulega szybkiemu utlenieniu, jeśli jest wystawiona na zbyt długi czas. Przed obróbką materiał musi zostać dokładnie wysuszony w celu usunięcia wilgoci, w przeciwnym wypadku warstwa lutownicza może nabrzmieć, co wpływa na dalsze użytkowanie.

5. Magazynowanie i laminowanie:

• Podczas magazynowania należy przechowywać w pomieszczeniu w temperaturze pokojowej, unikając bezpośredniego nasłonecznienia, w przeciwnym razie powierzchnia łatwo ulega utlenieniu lub zanieczyszczeniu;
  
• Podczas laminowania czysta podложka z teflonu nie wymaga wcześniejszego utleniania i może być bezpośrednio prasowana z folią miedzianą pod wysokim ciśnieniem; jednak jeśli jest to kompozyt teflonu i FR-4, konieczne jest najpierw utlenienie, w przeciwnym razie warstwy mogą ulec odwarstwieniu.

Wybierając płytkę PCB z teflonu, możesz skorzystać z tych korzyści:

1. Przesył sygnału „bez zakłóceń”: niski współczynnik dielektryczny + niskie straty, sygnały wysokiej częstotliwości przemieszczają się szybko i stabilnie, szczególnie odpowiedni do radarów, systemów RF i innych urządzeń wrażliwych na sygnał;

2. Świetna odporność na warunki środowiskowe „bez konieczności wymiany płytki”: od ekstremalnego zimna po wysoką temperaturę, od działania chemicznych substancji po wilgoć – płytka wytrzymuje wszelkie ekstremalne warunki środowiskowe, co oszczędza kłopotu z częstymi konserwacjami;

3. Żywotność znacznie dłuższa niż u zwykłych płytek drukowanych: silna odporność na warunki atmosferyczne, materiał nie ulega szybkiemu starzeniu, inwestycja jednorazowa może zastąpić kilka lat stosowania zwykłych płytek drukowanych, co w długim okresie jest bardziej opłacalne.

Płyta PCB z teflonu ma również następujące wady:

1. Trudność w przetwarzaniu, wymagające specjalnego sprzętu i doświadczenia, przez co koszt jest wyższy niż w przypadku zwykłych płyt obwodowych FR-4;

2. Współczynnik rozszerzalności termicznej należy uwzględnić na etapie projektowania, w przeciwnym razie mogą wystąpić problemy, takie jak pękanie otworów;
Wymagania procesowe dla producentów są wysokie, i nie każdy producent poradzi sobie z tym dobrze.

Dlaczego warto wybrać LHD do PCB z teflonu?

Działamy na rynku produkcji PCB już od ponad 20 lat i zdobyliśmy doświadczenie w setkach projektów związanych wyłącznie z PCB z teflonu. Niezależnie od tego, czy chodzi o wstępne wersje próbne, czy o produkcję seryjną – świetnie sobie z tym radzimy:

1. Ścisła kontrola jakości: Od oceny możliwości produkcyjnych (DFM) na etapie projektowania, po testy elektryczne (E-test), automatyczną inspekcję optyczną (AOI), aż po rentgenowską inspekcję BGA w trakcie produkcji – każdy krok jest nieodzowny, aby zagwarantować zerową wadliwość płyt opuszczających fabrykę;
2. Brak minimalnej wielkości zamówienia: Nawet jeśli potrzebujesz jedynie kilku próbek do testów, przyjmiemy takie zamówienie i dostarczymy wycenę za darmo;
3. Kompletne kwalifikacje: Posiadamy certyfikat systemu zarządzania jakością ISO9001 oraz certyfikację bezpieczeństwa UL – gwarantujemy jakość w całym procesie od materiałów po produkcję.

Jeśli Twoje urządzenie wymaga płytki drukowanej odpornej na ekstremalne warunki i stabilnej w wysokiej częstotliwości, dlaczego nie omówisz swoich potrzeb – możemy polecić najbardziej odpowiednie rozwiązanie PCB z tworzywa Teflonowego, dostosowane do Twojego konkretnego przypadku, aby pomóc Ci w pełni wykorzystać możliwości urządzenia.