Teflonska tiskana vezja

Kaj je Teflon PCB？

Ali poznate »Teflon«? To je dejansko blagovna znamka politetrafluoroetilena (PTFE). Teflon PCB, o katerem govorimo, je vezje, izdelano iz tega materiala. Ta vrsta plošče ima izjemne lastnosti, zlasti v visokofrekvenčnih primerih, kot so radarji in radijski frekvenčni sistemi, ki imajo visoke zahteve glede prenosa signalov, zato je zelo primerna za uporabo. To je predvsem posledica lastnosti materiala PTFE: z ene strani je njegova največja značilnost »inertnost« površine - ne lepi se na druge predmete, njegove kemijske lastnosti so zelo stabilne in ne reagira z drugimi snovmi, zato ima močno odpornost proti koroziji; z druge strani pa ima izjemne električne lastnosti, ki omogočajo stabilnost visokofrekvenčnih signalov med prenosom, kar je tudi ključni razlog za njegovo uporabo v visokokakovostni elektronski opremi, kot so radarji in radijska frekvenčna naprava, ki imajo visoke zahteve glede kakovosti signalov.

Osnovne prednosti zmogljivosti Teflon PCB

1. Stabilna zmogljivost v ekstremnih okoljih

• Izjemna kemijska stabilnost: PTFE kaže izjemno odpornost proti kemijski koroziji. Njegova strukturna in funkcionalna celovitost se lahko ohrani tudi ob izpostavljenosti različnim korozivnim snovem, kot so kisline, baze, industrijski topila, olja in maziva. Če vaša oprema deluje v »visoko tveganem« okolju, kot je kemična tovarna ali laboratorij, je prava izbira in ni potrebno skrbeti za korozijo materiala.
  
• Izjemna odpornost proti visokim in nizkim temperaturam: PTFE plošče odlično delujejo v zelo širokem temperaturnem območju. Za razliko od običajnih materialov, ki postanejo krhki in razpokajo pri zelo nizkih temperaturah, PTFE še vedno ohranja 5 % duktilnosti tudi v pogojih globokega hladjenja pri -196 °C (blizu temperature tekočega dušika); visoke temperature pa lahko dosežejo 315 °C, kar omogoča uporabo v industrijskih pečeh in opremi za visokotemperaturne reakcije.
  
• Izjemna odpornost proti vremenu: Nič strahu pred vetrom, soncem, visoko vlažnostjo in visoko vsebnostjo soli (npr. oprema ob morju). Tudi če se uporablja deset ali osem let, se njegove lastnosti skorajda ne poslabšajo.
  

2. »Prvoučenec« pri prenosu visokofrekvenčnih signalov

Pri elektronskih napravah sta za prenos signalov »kakovost« in »hitrost« ključna dejavnika, v katerih je Teflon PCB na najvišji ravni:

• Nizka dielektrična konstanta (približno 2,0): Poenostavljeno povedano, dielektrična konstanta deluje kot »upor« pri prenosu signalov. Manjša vrednost pomeni hitrejši signal. Dielektrična konstanta navadnih materialov FR-4 je višja od 4,2, medtem ko je Teflonova vrednost 2,0 med visokofrekvenčnimi materiali zelo nizka, kar ga posebej primernega za uporabo v primerih, kjer je potreben hitri signal.
  
• Ultra-nizka dielektrična izguba: Dielektrično izgubo lahko razumemo kot "energijo, ki jo izgubi signal med prenosom". Manjša kot je ta vrednost, manjša je oslabitev signala. Dielektrične izgube pri teflonu so skoraj zanemarljive, zato ga uporabljajo radarski sistemi, postaje 5G in druga oprema, pri čemer je signal močan in stabilen brez "izgube paketov".
  
• Popolna izolacija: Ima visoko prebojno napetost in velik volumni upor. Tudi v visokonapetostnem okolju ne bo prišlo do uhajanja ali kratekega stika, zato je zelo varen.
  

prednosti v podrobnostih

• Lastnost nepripenjanja: Površinsko napetost je zelo majhna, prah in madeži olja se težko nalepijo, zato je čiščenje zelo priročno, vzdrževalni stroški pa nizki.
  
• Odpornost proti vlagi: Stopnja vpijanja vode je izjemno nizka, tudi v vlažnem okolju (npr. v deževni sezoni na jugu, podzemni opremi) pa lastnosti ne vpliva vlaga, kar zagotavlja stabilnost.

Zakaj je izdelava teflonskih PCB plošč tako "posebna"?

Čeprav ima PTFE odlične materialne lastnosti, njegova pretvorba v zanesljivo tiskano vezje zahteva poseben proizvodni postopek, ki se znatno razlikuje od postopka, uporabljenega za standardne FR4 laminirane plošče:

1. Obdelava površine:

Teflonska podlaga je zlasti mehka, njena površina pa gladka in inertna, kar ni ugodno za oprijem bakrenega sloja. Če površino čistite z metlo, kot pri običajnih vezjih, je površina dovzetna za poškodbe. Namesto tega sta nujna posebna postopka obdelave površine, kot sta na primer etkanje z natrijevim naftalenom ali aktivacija površine z plazmo, s čimer se površina aktivira in ustvarijo močne kemijske vezi za nadaljnjo kovinskih prevlek.

2. Vrtanje:

Pri vrtanju teflona so običajni vrtaki nagnjeni k zatakovanju materiala in nastajanju grudic. Zato moramo uporabiti nove vrtake z visokim rezalnim učinkom in počasi vrtati. Materialu se pogosto doda keramični polnilci, da se izboljša vrtljivost in dimensionalna stabilnost laminata.

3. Elektrolitsko bakrenje:

Material iz čistega teflona ima precej visok koeficient toplotnega razširjanja v smeri debeline (Z os) in se zato pri spreminjanju temperature lahko »raztegne in skrči«. Zato mora biti stena prebodnega vrtine (via) prevlečena s plastjo bakra z visokim nateznim trdnostjo, kar je podobno kot da steni vrtine dodate sloj »armaturnih palic«, sicer se lahko ploščica odpade in vrtina hitro razpoka.

4. Obdelava s pasivnim lomem (solder mask):

Po izbiri mora biti obdelava s pasivnim lomem izvedena v 12 urah – to je zato, ker se površina teflona hitro oksidira, če je predolgo izpostavljena. Pred obdelavo mora biti material temeljito posušen, da se odstrani vlaga, sicer se lahko med pasivno plastjo pojavijo mehurčki, kar vpliva na nadaljnjo uporabo.

5. Shranjevanje in laminiranje:

• Ob shranjevanju ga morate postaviti v prostor z sobno temperaturo in se izogniti neposrednemu sončnemu svetlu, sicer se površina hitro oksidira ali kontaminira;
  
• Pri laminiranju čistega Teflonskega podlage ni potrebno vnaprej oksidirati in jo je mogoče neposredno stisniti z bakrenim listom pod visokim tlakom; vendar če gre za kompozitni material iz Teflona in FR-4, je najprej potrebno oksidacijo, sicer je plast med seboj lahko odstranljiva.

Če izberete Teflon PCB, lahko pridobite te prednosti:

1. "Brez zastojev" prenos signalov: nizka dielektrična konstanta + nizke izgube, visokofrekvenčni signali se gibljejo hitro in stabilno, zlasti primeren za radarske, RF sisteme in druge signolo občutljive naprave;

2. "Brez kratkega vodnika" prilagodljivost na okolje: od ekstremne mraza do visoke temperature, od kemične korozije do vlažnosti, lahko prenaša vse vrste ekstremnih okolij, kar prihrani skrbi za pogosto vzdrževanje;

3. Življenjska doba je znatno daljša kot pri običajnih tiskanih vezjih: močna odpornost na vremenske vplive, material se ne stara, enkratna naložba lahko nadomesti več let uporabe običajnih tiskanih vezij, kar je v dolgoročnem času bolj ekonomično.

Teflonska PCB ima tudi naslednje pomanjkljivosti:

1. Obdelava je zahtevna in zahteva posebno opremo ter izkušnje, zato so stroški višji v primerjavi z običajnimi vezji FR-4;

2. Med načrtovanjem je treba upoštevati koeficient toplotnega raztezanja, sicer se lahko pojavijo težave, kot so razpoki v vrtinah;
Procesne zahteve za proizvajalce so visoke, in ne vsak proizvajalec to zna dobro opraviti.

Zakaj izbrati LHD za Teflonsko PCB?

Že več kot 20 let izdelujemo PCB-je in smo pridobili stotine izkušenj s projektom Teflonske PCB. Ne glede na to, ali gre za izdelavo prototipa ali za masovno proizvodnjo, značimo to odlično opraviti:

1. Strogo nadzor kakovosti: Od ocene izdelovalnosti (DFM) v fazi načrtovanja do električnega testiranja (E-test), avtomatskega optičnega pregleda (AOI), BGA X-ray pregleda v procesu proizvodnje – vsak korak je nepogrešljiv, da zagotovimo ničelno napake na izvoznih ploščah;
2. Brez minimalne količine naročila: Tudi če potrebujete le nekaj vzorcev za preizkušanje, bomo sprejeli vaš zahtevek in vam brezplačno posredovali ponudbo;
3. Popolni pogoji: Uspeli smo pri certifikaciji po kvalitetenem sistemu upravljanja ISO9001 in UL varnostni certifikaciji, s čimer je zagotovljeno celoten proces od materialov do proizvodnje.

Če vaša naprava zahteva visokofrekvenčno stabilno in odporno vezje v ekstremnih okoljih, zakaj ne bi pogovorili o vaših potrebah – glede na vaš konkreten primer vam lahko priporočimo najustreznejšo rešitev s Teflon PCB, ki vam bo omogočila maksimalno zmogljivost vaše opreme.