Печатная плата из тефлона

Что такое печатная плата из тефлона？

Знаете ли вы, что такое "Teflon"? Это на самом деле торговое название политетрафторэтилена (PTFE). Печатная плата Teflon, о которой идет речь, представляет собой плату, изготовленную из этого материала. Такая плата обладает выдающимися эксплуатационными характеристиками, особенно в высокочастотных приложениях, таких как радары и радиочастотные системы, которые предъявляют высокие требования к передаче сигналов, и особенно подходит для использования. Это связано в основном с характеристиками материала PTFE: во-первых, его главной особенностью является "инертность" поверхности — он не прилипает к другим предметам, его химические свойства особенно стабильны, и он не вступает в реакцию с другими веществами, поэтому обладает высокой коррозионной стойкостью; во-вторых, его превосходные электрические характеристики позволяют обеспечивать стабильность высокочастотных сигналов во время их передачи, что также является ключевой причиной его применения в высокотехнологичном электронном оборудовании, таком как радары и радиочастотное оборудование, предъявляющее высокие требования к качеству сигналов.

Основные эксплуатационные преимущества печатных плат Teflon

1. Стабильная работа в экстремальных условиях

• Высокая химическая стабильность: PTFE обладает исключительной устойчивостью к химическим воздействиям. Его структурная и функциональная целостность сохраняются даже при контакте с различными агрессивными веществами, такими как кислоты, щелочи, промышленные растворители, масла и смазочные материалы. Если ваше оборудование должно работать в "высокорисковой" среде, например, на химическом заводе или в лаборатории, правильным решением будет его применение, и нет необходимости беспокоиться о коррозии материала.
  
• Высокая устойчивость к воздействию высоких и низких температур: Печатные платы из PTFE демонстрируют хорошие эксплуатационные характеристики в очень широком диапазоне температур. В отличие от обычных материалов, которые становятся хрупкими и растрескиваются при крайне низких температурах, PTFE может сохранять 5% пластичности даже при глубоком холоде -196°C (близком к температуре жидкого азота); при высоких температурах он может использоваться при температуре до 315°C, что позволяет применять его в промышленных печах и высокотемпературном реакционном оборудовании.
  
• Сверхпрочная устойчивость к погодным условиям: не боится ветра, солнца, высокой влажности и высокого содержания соли (например, оборудование для побережья). Даже при использовании в течение восьми-десяти лет его рабочие характеристики практически не ухудшаются.
  

2. «Лучший ученик» в области передачи высокочастотных сигналов

Для электронных устройств «качество» и «скорость» передачи сигналов являются критически важными параметрами, и печатные платы из тефлона (PCB) являются одними из лучших в этих двух аспектах:

• Низкая диэлектрическая проницаемость (около 2,0): простыми словами, диэлектрическая проницаемость — это как «сопротивление» при передаче сигналов. Чем ниже это значение, тем быстрее передается сигнал. Диэлектрическая проницаемость обычных материалов FR-4 составляет более 4,2, тогда как у тефлона этот показатель равен 2,0, что является очень низким среди высокочастотных материалов, что делает его особенно подходящим для сценариев, требующих высокоскоростной передачи сигналов.
  
• Сверхнизкие диэлектрические потери: Диэлектрические потери можно понимать как «энергию, теряемую сигналом при передаче». Чем ниже это значение, тем меньше затухание сигнала. Диэлектрические потери тефлона почти незначительны, поэтому его используют радары, базовые станции 5G и другое оборудование, а сигнал может быть сильным и стабильным без «потери пакетов».
  
• Полная изоляция: Обладает высоким напряжением пробоя и большим объемным сопротивлением. Даже в условиях высокого напряжения не будет утечки или короткого замыкания, что очень безопасно.
  

3. Преимущества в деталях

• Антипригарные свойства: Поверхностное натяжение очень мало, пыль и масляные загрязнения трудно прилипают, очень удобно чистить, а стоимость обслуживания низкая.
  
• Влагостойкость: Степень влагопоглощения крайне мала, даже в влажной среде (например, в южный дождливый сезон, подземное оборудование) работоспособность не будет подвергаться воздействию влаги, обеспечивая стабильность.

Почему производство печатных плат из тефлона такое «капризное»?

Несмотря на отличные эксплуатационные свойства ПТФЭ, преобразование его в надежную печатную плату требует специализированного производственного процесса, который значительно отличается от процесса, используемого для стандартных ламинатов FR4:

1. Обработка поверхности:

Субстрат из тефлона особенно мягкий, его поверхность гладкая и инертная, что не способствует адгезии медного слоя. Если очищать поверхность щеткой, как это делается для обычных печатных плат, это может привести к царапинам. Вместо этого обязательным является использование специализированных процессов обработки поверхности, таких как травление нафталином натрия или активация поверхности с помощью плазмы, чтобы активировать поверхность и создать прочные химические связи для последующего металлирования.

2. Сверление:

При сверлении обычными сверлами в материале тефлона часто возникает вытяжка и образование заусенцев. Поэтому необходимо использовать новые сверла с высокой режущей способностью, сверля медленно. Кроме того, для улучшения обрабатываемости и размерной стабильности ламината в материал часто добавляют керамические наполнители.

3. Гальваническая медь:

Материал чистый тефлон имеет относительно высокий коэффициент теплового расширения по толщине (ось Z), и он легко "растягивается и сжимается" при изменении температуры. Поэтому стенки отверстий должны быть покрыты медным слоем с высокой прочностью на растяжение, как бы добавляя стенкам отверстий слой "арматуры", иначе контактная площадка может отвалиться, а отверстие легко растрескается.

4. Обработка паяльной маской:

После травления обработку паяльной маской необходимо проводить в течение 12 часов — это связано с тем, что поверхность тефлона легко окисляется при длительном нахождении на воздухе. Перед обработкой необходимо тщательно просушить, чтобы удалить влагу, иначе слой паяльной маски может вспучиться, что повлияет на дальнейшее использование.

5. Хранение и ламинирование:

• При хранении необходимо размещать в помещении при комнатной температуре, избегая прямых солнечных лучей, иначе поверхность легко окисляется или загрязняется;
  
• При ламинировании чистый субстрат из тефлона не нужно заранее окислять, его можно непосредственно прессовать с медной фольгой под высоким давлением; но если это композитный материал из тефлона и FR-4, его необходимо окислить заранее, иначе слои могут легко расслаиваться.

Выбрав печатную плату из тефлона, вы получите следующие преимущества:

1. Передача сигнала без помех: низкая диэлектрическая проницаемость + низкие потери, высокочастотные сигналы передаются быстро и стабильно, особенно подходящая для радаров, радиочастотных систем и другого чувствительного к сигналам оборудования;

2. Высокая адаптивность к окружающей среде без риска короткого замыкания: от экстремального холода до высоких температур, от химической коррозии до влажности, выдерживает все виды экстремальных условий окружающей среды, экономя затраты на частое обслуживание;

3. Срок службы значительно превышает срок службы обычных печатных плат: высокая устойчивость к атмосферным воздействиям, материал не подвержен старению, единовременные инвестиции заменят несколько обычных печатных плат на несколько лет, что в долгосрочной перспективе более экономически эффективно.

Печатные платы из тефлона также имеют следующие недостатки:

1. Сложность обработки, требующая специального оборудования и опыта, поэтому стоимость выше, чем у обычных печатных плат FR-4;

2. Во время проектирования необходимо учитывать коэффициент теплового расширения, в противном случае могут возникнуть проблемы, такие как растрескивание переходных отверстий;
Производителям предъявляются высокие технологические требования, и не каждому производителю это под силу.

Почему стоит выбрать LHD для изготовления тефлоновых печатных плат?

Мы занимаемся изготовлением печатных плат уже более 20 лет и накопили опыт в сотнях проектов, связанных исключительно с тефлоновыми печатными платами. Независимо от того, требуется ли вам изготовление образцов или массовое производство, мы справимся с этим на высшем уровне:

1. Строгий контроль качества: от оценки технологичности (DFM) на этапе проектирования до электрических испытаний (E-test), автоматического оптического контроля (AOI), рентгеновского контроля BGA на производстве — каждый этап обязателен для обеспечения нулевого количества дефектов на выходе готовой продукции;
2. Нет минимального объема заказа: Даже если вам нужно всего несколько образцов для тестирования, мы примем заказ и предоставим вам бесплатную котировку;
3. Полные квалификационные требования: Соответствует стандартам ISO 9001 по управлению качеством и имеет сертификат безопасности UL, гарантируя весь процесс от материалов до производства.

Если вашему устройству требуется высокочастотная стабильная и устойчивая к экстремальным условиям печатная плата, почему бы не обсудить ваши потребности — мы можем порекомендовать наиболее подходящее решение Teflon PCB в соответствии с вашим конкретным сценарием, чтобы помочь вам максимально эффективно использовать возможности вашего оборудования.